Rozwiązania Retsch dla branży farmaceutycznej i Medtech
Przemysł farmaceutyczny to sektor, który koncentruje się na badaniach, opracowywaniu, produkcji i wprowadzaniu do obrotu leków lub farmaceutyków. Dowiedz się więcej o korzystaniu z urządzeń Retsch, klikając ikony w każdej sekcji.
Odkryj bardziej ekscytujące rozdziały i skorzystaj z naszej wiedzy specjalistycznej Click on the chapters to explore!
Badania i rozwój (R&D)
Badania i rozwój obejmują badania podstawowe, odkrywanie leków, badania przedkliniczne i badania kliniczne. Do tej sekcji należą również badania mające na celu identyfikację składników farmaceutycznych w tradycyjnej medycynie roślinnej. Kolejne interesujące podejścia pochodzą z mechanochemii, badań przesiewowych kokryształów i polimorfów lub nanotechnologii.
Kontrola jakości (QC)
Kontrola jakości zapewnia, że wytwarzane produkty farmaceutyczne spełniają wcześniej określone specyfikacje jakościowe i normy regulacyjne. Działania związane z kontrolą jakości obejmują rygorystyczne testowanie zarówno surowców, jak i produktów gotowych. Obejmuje to testy fizyczne, chemiczne i mikrobiologiczne w celu potwierdzenia, że produkt konsekwentnie spełnia ustalone standardy czystości, siły działania i bezpieczeństwa.
Produkcja
Wiąże się to z produkcją na dużą skalę leków, które uzyskały zgodę organów regulacyjnych. Wymaga przestrzegania Dobrych Praktyk Produkcyjnych (GMP) w celu zapewnienia jakości, bezpieczeństwa i skuteczności produktu. Należy tu również wspomnieć o zastosowaniu kości i zębów jako materiału implantologicznego jako specyficznym zastosowaniu produkcyjnym.
Specjalizacja: Homogenizacja tkanek i rozbijanie komórek
Rozbijanie komórek jest kluczowym etapem, zwłaszcza w produkcji biofarmaceutyków. Polega ono na rozbijaniu komórek w celu uwolnienia biologicznie aktywnych związków, takich jak białka, DNA, RNA, które mogą być wykorzystywane jako środki terapeutyczne, szczepionki lub w zastosowaniach diagnostycznych. Homogenizacja tkanek, takich jak wątroba, jest kolejnym aspektem tej sekcji.
Retsch wspiera prace badawczo-rozwojowe w branży farmaceutycznej
Młyny Retsch służą do mielenia aktywnych składników farmaceutycznych (API) i substancji pomocniczych do określonej wielkości cząstek, co ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia stałej skuteczności i biodostępności leków. Wielkość cząstek może znacząco wpływać na szybkość rozpuszczania, wchłanianie i dystrybucję leku w organizmie. Substancje pomocnicze, które są substancjami nieaktywnymi sformułowanymi wraz z substancją czynną leku, wymagają odpowiedniego rozmiaru i homogenizacji, aby zapewnić ich prawidłowe działanie w preparacie. Specjalne zastosowania wymagają nanotechnologii, kokryształów lub mechanosyntezy w celu znalezienia nowych substancji czynnych, przy czym oba te zaawansowane podejścia mogą być pomocne dzięki technologii Retsch. W tej sekcji przedstawiono osiem różnych przypadków użycia wraz z ich najlepszymi praktykami:
Młyny Retsch do mielenia próbek materiałów, takich jak API
Substancje czynne (API) oraz substancje pomocnicze mogą być mielone w różnych młynach Retsch. W zależności od właściwości materiału, preferowane jest mielenie w zamkniętych naczyniach, stosowanych w młynach kulowych Retsch, aby zapobiec powstawaniu pyłu w przypadku substancji o wysokiej aktywności. Przykładowo, 100 ml jednowodnego mleczanu laktozy można rozdrobnić w młynie PM 100 w ciągu 1 godziny przy 450 obr./min, zmniejszając wartość D90 ze 100 µm do 5 µm. Proces prowadzony był w warunkach mielenia na mokro, co oznacza, że próbka została zmieszana z 90 ml propanolu. Mielenie na mokro najczęściej przeprowadza się w naczyniach z tlenku cyrkonu – w tym przypadku 250 ml z 150 ml kul o średnicy 2 mm, również wykonanych z tlenku cyrkonu. Tlenek cyrkonu charakteryzuje się bardzo wysoką odpornością na ścieranie, co minimalizuje zużycie materiału podczas etapu mielenia na drobno, osiąganego dzięki intensywnemu tarciu pomiędzy kulami. Wydłużony czas mielenia oraz zastosowanie mniejszych kul pozwala na uzyskanie jeszcze drobniejszych cząstek w młynie planetarno-kulowym Retsch.
Farmakologicznie obojętne materiały próbek, takie jak skrobia czy laktoza stosowane jako substancje pomocnicze, mogą być mielone w młynie ZM 300 lub RM 200. Na przykład próbka laktozy o objętości 100 ml i początkowej wielkości cząstek 400 µm może zostać rozdrobiona w RM 200 do cząstek mniejszych niż 100 µm w ciągu 10 minut. Możliwe jest zastosowanie różnych materiałów narzędzi mielących, m.in. twardej porcelany lub agatu. Większe ilości próbek mogą być przetwarzane w ZM 300. Próbki wykazujące tendencję do zlepiania się lub aglomeracji mogą być mielone kriogenicznie z użyciem ciekłego azotu w celu ich kruszenia. Zaleca się również zastosowanie cyklonu. Na przykład 100 g próbek o wielkości 3 mm zostało rozdrobionych do cząstek poniżej 500 µm w czasie 1 minuty. W zależności od właściwości próbki, ZM 300 umożliwia także uzyskanie końcowej ziarnistości poniżej 40 µm.
Mielenie z kontrolą temperatury w celu zachowania substancji wrażliwych na podwyższoną temperaturę
Kolejnym przykładem jest kontrolowane temperaturowo mielenie na mokro substancji czynnych (API) lub substancji pomocniczych – tutaj szczególnie korzystne są młyn MM 500 control oraz młyn kulowy wysokiej energii Emax. Przykładowo, 15 g substancji czynnej zmieszano z 25 ml izopropanolu i mielono w 50 ml cyrkonowych naczyniach mielących z użyciem 110 g kul mielących o średnicy 2 mm. Proces mielenia prowadzono z zastosowaniem zewnętrznej chłodziarki ustawionej na 5 °C przez 30 minut przy 2000 obr./min. Aby utrzymać określony zakres temperatur, wykorzystano unikalny tryb temperaturowy młyna Emax. Minimalna temperatura została ustawiona na 40 °C, a maksymalna na 50 °C, co zapewniało, że mielenie odbywało się wyłącznie w tym zakresie. Gdy temperatura naczynia osiągała 50 °C, proces był automatycznie przerywany do momentu ochłodzenia do 40 °C, po czym mielenie wznawiano. Specjalny tryb pracy gwarantuje, że próbka nie przegrzewa się podczas mielenia, a wszystkie operacje, włącznie z przerwami w mieleniu, są w pełni zautomatyzowane.
Już po zaledwie 30 minutach całkowitego czasu procesu, początkowa próbka o wielkości 1 mm została rozdrobniona do cząstek o wielkości 4 µm. Wyższą drobność można uzyskać poprzez wstępne mielenie do poniżej 200 µm przy użyciu kul o średnicy 10 mm, a następnie mielenie drobne z wykorzystaniem kul o średnicy 0,5 mm i wydłużonym czasie mielenia. Dla większych ilości próbki można zastosować naczynia mielące o pojemności 125 ml. Niektóre substancje czynne wymagają mielenia kriogenicznego w temperaturze -196 °C, gdzie około 8 g próbki umieszcza się w 50 ml naczyniu młyna Cryomill. Rozdrobienie do frakcji 100–200 µm zazwyczaj realizowane jest w ciągu 20 minut, łącznie z czasem wstępnego schładzania.
Podsumowanie: Retsch oferuje odpowiednie urządzenia do bezpiecznego mielenia małych i średnich ilości próbek z zachowaniem kontrolowanej temperatury.
Młyny wykorzystywane do mieszania substancji czynnych (API) z substancjami pomocniczymi podczas opracowywania formulacji
Mieszanie substancji czynnych (API) z substancjami pomocniczymi to częsty temat badań farmaceutycznych. Wydajne mieszanie można osiągnąć, korzystając z młynów miksujących, które umożliwiają jednoczesne przygotowanie do 6 próbek po 20 ml każda, lub młynów planetarno-kulowych Retsch, oferujących objętości próbek do 4 x 200 ml. Przykładowo, w celu demonstracji efektywności mieszania, 196 g skrobi połączono z 4 g pigmentu. Mieszaninę wraz z 200 kulami mielącymi o średnicy 10 mm umieszczono w słoikach mielących o pojemności 500 ml. Po 5 minutach pracy przy 200 obr./min – umiarkowanej prędkości zapewniającej wyłącznie efekt mieszania bez rozdrabniania cząstek – uzyskano idealną jednorodność mieszaniny.
Dół: Skrobia, niebieski i żółty pigment po 5 minutach mielenia w PM 400
Badania nad nanotechnologią – korzyści z zastosowania młynów Retsch
Wysokoenergetyczne młyny kulowe firmy Retsch, takie jak Emax, seria PM lub MM 500 Nano and Control, są wykorzystywane do opracowywania nanocząstek. Tego typu nanostruktury pozwalają na uzyskanie korzystniejszych właściwości w zakresie dostarczania substancji czynnych, co stanowi ważny kierunek badań w farmaceutycznym R&D. Jako substancję modelową w tych procesach wykorzystuje się m.in. TiO₂.
Mielenie na mokro oraz do skali nano w młynie PM 300
Mielenie na mokro pozwala na uzyskanie rozdrobnienia poniżej 5 µm. Małe cząstki mają tendencję do gromadzenia na powierzchni ładunków elektrycznych, co prowadzi do aglomeracji i uniemożliwia mielenie na sucho. Dodanie cieczy lub dyspergatora pozwala na utrzymanie cząstek odseparowanych od siebie.
Uzyskanie bardzo drobnych cząstek na poziomie 100 nm lub nawet mniejszych (mielenie nano) metodą mielenia na mokro wymaga zastosowania zjawiska tarcia w stopniu większym niż zjawiska rozbijania. Osiąga się to poprzez użycie dużej ilości małych kul mielących, przez co powierzchnia trąca jest bardzo duża. Idealne wypełnienie naczynia drobnymi kulami wynosi w takim przypadku ok. 60%.
Obejrzyj wideo, aby dowiedzieć się więcej na temat napełniania naczynia, mielenia na mokro oraz odzyskiwania próbki.
Wideo prezentuje mielenie na mokro w planetarnym młynie kulowym PM 100.
Dwutlenek tytanu w naczyniu 125 ml
Grafika przedstawia wynik rozdrabniania dwutlenku tytanu (TiO2) przy 650 obr/min i 800 obr/min w PM 300 oraz czas pracy netto. Przy wyższym wkładzie energii przy 800 obr/min, wielkość cząstek zmniejsza się szybciej. Należy jednak wziąć pod uwagę zwiększony efekt nagrzewania się próbki przy 800 obr/min, ponieważ może on generować konieczność stosowania dłuższych przerw.
Czas netto mielenia dwutlenku tytanu przy użyciu kul 0,1 mm w roztworze fosforanu sodu
12 g substancji czynnej (API) o wielkości cząstek 15 µm zmieszano z 26 ml heptanu oraz 110 g kul mielących z tlenku cyrkonu o średnicy 0,5 mm. Mieszaninę umieszczono w 50 ml naczyniu mielącym z tlenku cyrkonu. Proces mielenia prowadzono w młynie wysokoenergetycznym Emax przez 2,5 godziny przy 2000 obr./min, uzyskując bardzo wąski rozkład wielkości cząstek z wartością D90 na poziomie 80 nm. Nanocząstki o wielkości poniżej 100 nm można również uzyskać przy użyciu MM 500 nano lub MM 500 control. Typowy czas mielenia w MM 500 nano wynosi 2–3 godziny przy częstotliwości 35 Hz, natomiast MM 500 control wymaga dłuższego czasu mielenia przy 30 Hz. Model MM 500 control oferuje regulację temperatury, umożliwiając chłodzenie naczyń mielących wodą o temperaturze 4°C. Jeżeli medium mielące nie zamarza w temperaturze 0°C, możliwe jest także prowadzenie mielenia na mokro w temperaturach nawet do –10°C, co pozwala na zachowanie właściwości substancji czynnych wrażliwych na temperaturę.
Podsumowanie: Młyny kulowe Retsch doskonale sprawdzają się we wszystkich zastosowaniach – od mielenia z kontrolą temperatury, przez nanomielenie, aż po mieszanie.
Mielenie materiału roślinnego lub owadów w celu identyfikacji składników
Rośliny często zawierają naturalne składniki, które od dziesięcioleci znajdują zastosowanie w farmacji ze względu na swoje właściwości lecznicze. Również inne materiały, takie jak owady, dostarczają interesujących związków. Tradycyjna medycyna chińska (TCM) oraz inne tradycyjne metody leczenia wykorzystują naturalne surowce. Badania naukowe mają na celu identyfikację substancji czynnych (API) w klasycznych próbkach roślinnych lub zwierzęcych, aby móc je wykorzystać jako nowe substancje lecznicze lub farmaceutyczne. W zależności od początkowej wielkości próbki, ilości materiału oraz wymaganej końcowej ziarnistości, do rozdrabniania tego typu próbek najczęściej stosuje się młyny tnące, młyny z rotorem lub młyny kulowe Retsch.
W zależności od wielkości i twardości próbki, do rozdrobnienia do 1 kg suchych korzeni, owoców, łodyg oraz innych materiałów roślinnych lub owadów do frakcji o wielkości 1–8 mm potrzeba od około 20 sekund do 3 minut. W takich przypadkach optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie młyna tnącego SM 100, natomiast dla bardziej wymagających próbek, takich jak gałka muszkatołowa, rekomendowany jest SM 300. Zastosowanie cyklonu w każdym przypadku ułatwia usuwanie lekkich próbek z komory mielenia. Model ZM 300 umożliwia podawanie materiału o wielkości do 10 mm, natomiast młyny tnące przyjmują próbki o wielkości do 60 mm. Do bardzo twardych materiałów zaleca się użycie rotora 6dyskowego zamiast równoległego. W przypadku, gdy wymagane są cząstki drobniejsze niż 1 mm, wskazane jest zastosowanie młynów kulowych Retsch.
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
Wniosek: Nawet trudne w obróbce lub większe fragmenty materiału roślinnego można łatwo homogenizować za pomocą młynów tnących lub młynów z rotorem marki Retsch.
Mechanochemia w opracowywaniu nowych lub ulepszonych substancji czynnych (API)
Mechanochemia, czyli badanie reakcji chemicznych zachodzących pod wpływem energii mechanicznej, zyskuje coraz większe znaczenie w badaniach farmaceutycznych. Metoda ta polega na inicjowaniu reakcji chemicznych poprzez mielenie, ścieranie lub rozdrabnianie reagentów stałych. Procesy mechanochemiczne oferują szereg przewag nad tradycyjną chemią roztworów, takich jak ograniczenie zużycia rozpuszczalników, zwiększenie szybkości reakcji oraz możliwość syntezy nowych związków chemicznych. Mechanochemiczne reakcje wykorzystywane są do syntezy nowych cząsteczek leków, szczególnie w przypadkach, gdy reakcje w fazie ciekłej są trudne lub mało wydajne. Pozwala to na eksplorację nowych obszarów chemicznych i potencjalne odkrywanie innowacyjnych substancji terapeutycznych. Przykładowo, zespół profesora Duncana Browne’a z UCL School of Pharmacy prowadził badania nad tworzeniem wiązań węgiel-azot, co ma istotne znaczenie w odkrywaniu i rozwoju leków. Zsyntetyzowali oni intermediat w syntezie wortioksetyny, znanego leku przeciwdepresyjnego [1].
Inna publikacja tego zespołu prezentuje możliwość stosowania mechanochemii w młynie MM 400 do bezpośredniej amidacji estrów [2], co pozwala przeprowadzić reakcję w zaledwie 1 godzinę, podczas gdy w roztworze etanolu w temperaturze 70°C proces ten trwa 8 godzin. W tej samej pracy przedstawiono syntezę 2,4 g leku przeciwdepresyjnego Moklobemidu w młynie MM 400 w ciągu zaledwie 1 godziny. Istotnym aspektem są również liczne obserwacje wskazujące, że podgrzewanie może poprawiać wydajność reakcji mechanochemicznych, umożliwiając ich zajście lub przyspieszając przebieg. W przypadku MM 400 powszechnie stosuje się nagrzewnice lub płaszcze grzewcze, o czym świadczą badania grup profesora Ito i profesora Browne’a [3][4][5]. Bardziej zaawansowane, komercyjne rozwiązanie kontroli temperatury oraz możliwości podgrzewania oferuje model MM 500 control, umożliwiający prowadzenie procesów nawet w temperaturze do 100°C.
Współmielenie, tworzenie kokryształów i badanie polimorfizmu
- Kokryształy składają się z dwóch lub więcej składników krystalicznych, zazwyczaj substancji czynnej (API) oraz koformera, połączonych w określonym stosunku stechiometrycznym za pomocą wiązań niekowalencyjnych. Do wytwarzania farmaceutycznych kokryształów wykorzystuje się młyny kulowe, dzięki czemu możliwa jest poprawa rozpuszczalności, stabilności i biodostępności leku bez zmiany struktury cząsteczkowej substancji czynnej.
- Różne formy krystaliczne (polimorfy) substancji leczniczej mogą wykazywać znacząco odmienne właściwości fizyczne i chemiczne, takie jak rozpuszczalność czy temperatura topnienia. Badanie polimorfizmu pozwala zidentyfikować stabilne formy leku o pożądanych cechach, co przekłada się na udoskonalenie formulacji i skuteczność produktu leczniczego.
- Współmielenie odnosi się najczęściej do jednoczesnego mielenia substancji czynnej (API) z substancją pomocniczą, często amorficzną. Taka metoda pozwala na poprawę rozpuszczalności, stabilności oraz biodostępności leku poprzez uzyskanie drobnych i jednorodnych cząstek oraz lepszą płynność proszku. Substancją pomocniczą może być inna substancja czynna, aminokwas lub polimer, taki jak celuloza czy skrobia. Substancje pomocnicze pełnią funkcję lepiszczy, które wiążą składniki tabletki. Do najczęściej stosowanych wypełniaczy należą laktoza, mannitol i fosforan wapnia dwuzasadowy. Inne substancje pomocnicze działają jako lubrykanty, konserwanty, barwniki lub substancje poprawiające smak.
Aby znaleźć optymalny koformer lub substancję pomocniczą dla danej substancji czynnej (API) i określonego zastosowania, zazwyczaj konieczne jest przeprowadzenie badania przesiewowego. Należy zbadać różne proporcje API i drugiej substancji, co prowadzi do licznych możliwych kombinacji. Ponieważ materiały mogą być bardzo kosztowne, analizy najczęściej przeprowadza się w małej skali. Specjalny adapter do badań przesiewowych w młynach planetarnych znacznie usprawnia ten proces, umożliwiając użycie jednorazowych fiolek, takich jak szklane fiolki GC o pojemności 1,5 ml. Adapter posiada 24 pozycje – zewnętrzny pierścień z 16 miejscami i wewnętrzny z 8 miejscami. Zewnętrzny pierścień pozwala na jednoczesne umieszczenie do 16 fiolek, co umożliwia analizę do 64 próbek jednocześnie, przy identycznych warunkach energetycznych w młynie planetarno-kulowym PM 400. Łącznie w jednym cyklu można przebadać 96 próbek. Pierwsze próby skalowania można przeprowadzić w adapterze mieszczącym 7 szklanych fiolek o pojemności 20 ml.
Co-Crystal Screening with the MM 400
Co-crystal screening can be effectively performed in Mixer Mills. In a study [9] using the MM 400, 2 ml steel tubes and the corresponding PTFE adapter were employed to co-crystallize theophylline and benzamide in a 1:1 ratio under the following conditions:
- 60 min milling time
- 30 Hz frequency
- One 6 mm steel ball per tube
- Four experiments without solvent and four with 20 µL ethanol
X-ray powder diffraction patterns of the eight resulting samples (shown in green) align closely with the simulated reference pattern of the target co-crystal. All observed signals correspond to the desired product, with no significant additional signals, indicating successful and reproducible co-crystal formation. The MM 400 with 2 ml steel tubes delivers consistent results, and this compatibility extends to the MM 500 series, which can also accommodate 2 ml steel tubes.
XRD patterns after the co-crystal formation of theophylline and benzamide after 60 min milling time in the MM 400 against a simulated reference. Results presented by experiments of Dominik Al-Sabbagh.[7]
Struktury metaloorganiczne (MOF) w dostarczaniu leków
MOF-y to sieci koordynacyjne zbudowane z ligandów organicznych i węzłów jonów metali. Charakteryzują się dużą powierzchnią właściwą oraz możliwością regulacji porowatości, co czyni je doskonałymi kandydatami do systemów dostarczania leków. Do syntezy MOF-ów, które mogą enkapsulować substancje czynne, wykorzystuje się mechanochemię, umożliwiającą kontrolowane uwalnianie oraz ukierunkowane dostarczanie leków. W tym kontekście bardzo przydatne okazuje się stosowanie młynów z kontrolą temperatury. Na przykład, używając młyna MM 500 control w połączeniu z chłodziarką, można obniżyć temperaturę, stabilizując tym samym intermediaty reakcji chemicznych i znacząco zwiększając wydajność pożądanych związków. Odpowiedni dobór urządzenia mielącego pozwala ponadto na uzyskanie zupełnie innych substratów wyjściowych.
Functionalizing biomass for pharma applications via mechanochemistry
Mechanochemistry is transforming how functional biomaterials are made, and cationic cellulose is a prime example. Using a solvent-free process, cotton fibers are combined with a catalytic base and a minimal additive, then milled together with the cationic reagent to activate the reaction using the Mixer Mill MM 400. This solid-state approach eliminates water and bulk solvents, dramatically reducing chemical use and waste compared to conventional methods. After milling, a short aging step completes the reaction, delivering highly charged cellulose fibers with exceptional performance. [3]
Optimal reaction conditions: Cotton fibers were milled in a 50 ml stainless steel jar with 3 x 10 mm balls for 5 min at 25 Hz, then EPTMAC was added, and the mixture was milled for additional 30 min. The subsequent aging of the reaction mixture at 50 °C for 24 h, followed by Soxhlet extraction (48 h) and freeze drying, resulted in the isolation of pure cCF material.
Why is this exciting for pharma?
These cationic fibers show strong electrostatic binding to viruses, enabling efficient removal of pathogens from water and process streams—critical for sterile manufacturing and clean water applications. Beyond filtration, the material offers potential in drug delivery, antimicrobial surfaces, and bioprocessing aids. The process achieves outstanding sustainability metrics aligning with green chemistry principles and industry goals. It also allows precise control over charge density for tailored performance.
This innovation demonstrates how mechanochemistry can deliver high-value, eco-friendly solutions for pharmaceutical production—combining safety, efficiency, and sustainability in one breakthrough approach.
Łatwe przygotowanie próbki do kontroli jakości
W laboratoriach kontroli jakości młyny Retsch przygotowują próbki do różnych technik analitycznych, takich jak wysokosprawna chromatografia cieczowa (HPLC), spektrofotometria i badanie rozpuszczalności. Właściwe przygotowanie próbki jest kluczem do dokładnej i wiarygodnej analizy. Precyzyjna i niezawodna wydajność młynów i kruszarek Retsch sprawia, że są one niezastąpionymi narzędziami do różnych zastosowań związanych z kontrolą jakości:
Mielenie tabletek, tabletek i drażetek za pomocą młynków Retsch – łatwo i prosto
Młyny Retsch są szeroko stosowane w przemyśle farmaceutycznym do mielenia tabletek, drażetek i tabletek w celu uzyskania pożądanej wielkości cząstek i konsystencji. Młyny te zapewniają, że aktywne składniki farmaceutyczne (API) i substancje pomocnicze są jednorodnie przetwarzane, co ma kluczowe znaczenie dla skuteczności i bezpieczeństwa produktu końcowego. Jedną z kluczowych zalet stosowania młynów Retsch jest ich zdolność do pracy z różnymi materiałami naczyń i kul mielących, takimi jak stal do standardowych zastosowań lub tlenek cyrkonu w celu uniknięcia ścierania metalu – co mogłoby później zakłócić analizę (zwiększyć zawartość metali ciężkich). Na przykład planetarny młyn kulowy PM 100 może sproszkować 20 x 20 mm tabletek w naczyniu o pojemności 125 ml z tlenku cyrkonu z 7 kulkami o średnicy 20 mm w ciągu 2 minut przy 450 obr./min. Ostateczny rozmiar cząstek wynosi około 150 μm. Ten młyn jest preferowany do większych tabletek, większych objętości próbek i mielenia przed analizą metali ciężkich, ponieważ naczynia wykonane z tlenku cyrkonu są dostępne do pojemności nawet 500 ml. MM 400 to idealny młyn kulowy do mielenia małych porcji próbek. Na przykład, tabletki 10 x 10 mm można łatwo zmielić w ciągu 2 minut przy 30 Hz w 50 ml naczyniu ze stali nierdzewnej z kulką 25 mm. Końcowe rozdrobnienie jest porównywalne z rozdrobnieniem PM 100. Naczynia z tlenku cyrkonu są dostępne w pojemności do 35 ml. W ZM 300 te same tabletki można zmielić znacznie szybciej w ciągu zaledwie kilku sekund. Zwykle stosuje się sita pierścieniowe o średnicy około 0,5 mm lub drobniejszej, a także standardowy rotor 12-zębowy. Mielenie odbywa się w przy prędkości około 18000 obr/min. W zależności od próbki, końcowe rozdrobnienie może wynosić mniej niż 10 µm, ale zazwyczaj uzyskuje się 200-400 µm.
tabletki, 100 g
Tabletki , 200 g
20 Tabletki powlekane
Drażetki, 7 g
Lepkie drażetki, 10 g
Mechanochemistry in the Pharmaceutical Industry Sustainable Production of Active Pharmaceutical Ingredients with Maximum Efficiency
Discover how mechanochemical methods can contribute to the production of active pharmaceutical ingredients—with higher atomic efficiency, fewer byproducts, and a significantly reduced environmental footprint.
Mechanochemistry opens up new avenues for more sustainable chemical synthesis: By utilizing mechanical energy, reactions can be carried out in the solid state—often with no solvents at all or only minimal use of solvents. This reduces waste, lowers energy consumption, and simultaneously improves process efficiency.
Vibrating mills such as the MM 500 nano enable precise control of grinding parameters and are particularly suitable for fast, efficient syntheses on a laboratory scale. For more demanding applications requiring higher energies, the planetary ball mill PM 100 offers optimal conditions for carrying out even complex reactions in a targeted manner.
Take a look!
Uprzejmość Clara B. Gomez, LAQV REQUIMTE
ERWEKA - Testy farmaceutyczne
Erweka jest wiodącym producentem wysokiej jakości urządzeń do testowania tabletek, ze szczególnym uwzględnieniem produktów farmaceutycznych. Z ponad 65-letnim doświadczeniem, Erweka opracowuje innowacyjne rozwiązania dla dużych firm farmaceutycznych i nauk biologicznych, laboratoriów badawczych i testowych, a także uniwersytetów na całym świecie.
Powtarzalna analiza wielkości cząstek za pomocą przesiewaczy Retsch
Przesiewacze Retsch słyną ze swojej precyzji i niezawodności w różnych gałęziach przemysłu, w tym w farmacji. Maszyny te są niezbędne do analizy wielkości cząstek, zapewniając, że materiały spełniają rygorystyczne normy jakości wymagane w zastosowaniach farmaceutycznych. Sterowanie AS 200 i odrzutowiec AS 200 to dwa godne uwagi modele w ofercie firmy Retsch. AS 200 control to wibracyjny przesiewacz wibracyjny, który zapewnia precyzyjną kontrolę nad parametrami przesiewania, dzięki czemu idealnie nadaje się do kontroli jakości oraz badań i rozwoju w przemyśle farmaceutycznym. Wyposażony jest w napęd elektromagnetyczny, który zapewnia spójne wyniki przesiewania, a jego cyfrowe sterowanie pozwala na zapisanie do 99 programów przesiewania, zapewniając powtarzalność i zgodność z wytycznymi ISO 9001.
Z kolei AS 200 jet jest przesiewaczem powietrznym przeznaczonym do wydajnej dyspersji i deaglomeracji drobnych proszków. Model ten jest szczególnie przydatny w przypadku materiałów farmaceutycznych, które wymagają precyzyjnego rozkładu wielkości cząstek. W przeciwieństwie do metody przesiewania wibracyjnego stosowanej w sterowniku AS 200, dysza AS 200 wykorzystuje obracający się strumień powietrza, który skuteczniej rozprasza i deaglomeruje drobne proszki. Ten strumień powietrza wytwarza podciśnienie, które przeciąga cząstki przez sito, zapewniając skuteczne oddzielanie nawet najdrobniejszych cząstek. W związku z tym próbka może być "drobniejszy" podczas analizy za pomocą przesiewacza strumieniem powietrza. Można to zaobserwować na przykład w przypadku próbki drobnego proszku. Użyto sit testowych o rozmiarach oczek 40, 75, 125 i 150 μm. Sterownik AS 200 pracował przy amplitudzie 1,2 mm z funkcją interwału 10 s, przez 5 min. Odrzutowiec AS 200 pracował w trybie szwajcarskim z prędkością 55 obr./min i podciśnieniem 30 mbar – cała procedura wymagała również 5 minut pracy.
W zastosowaniach farmaceutycznych te przesiewacze są używane w celu zapewnienia jednorodności, stabilności i czystości preparatów leków. Dokładna analiza wielkości cząstek ma kluczowe znaczenie dla określenia szybkości rozpuszczania, biodostępności i ogólnej skuteczności produktów farmaceutycznych.
Nowe podejście do przesiewania drobnych cząstek w zastosowaniach farmaceutycznych
AS 200 jet pharma to zgodne z GMP, kompleksowe rozwiązanie do przesiewania w strumieniu powietrza, zaprojektowane z myślą o spełnieniu najwyższych standardów analizy cząstek farmaceutycznych. Łączy ono w sobie funkcje przesiewania, ważenia i oceny danych w jednym kompaktowym urządzeniu, eliminując błędy związane z przenoszeniem próbek i zapewniając maksymalną precyzję. Dzięki intuicyjnemu oprogramowaniu, przewodnikom po procedurach roboczych i solidnej konstrukcji samego urządzenia, zarówno rutynowe, jak i złożone analizy zyskują znaczące usprawnienie i jeszcze wyższą jakość. Zintegrowane funkcje wagi i ścieżki audytu wspierają zgodność z przepisami i zwiększają niezawodność procesu. Urządzenie, zaprojektowane do przesiewania na sucho i dezagregacji drobnych proszków, jest idealnym rozwiązaniem dla laboratoriów farmaceutycznych, które wymagają dokładności, wydajności i identyfikowalności.
- All-in-One połączenie przesiewania, ważenia i obróbki danych w jednym urządzeniu
- Inteligentne Oprogramowanie i Przewodnik Przesiewania
- Zwiększona niezawodność procesów dzięki kontrolom i inteligentnym asystentom
- Elastyczne i precyzyjne przesiewanie drobnych proszków 10 µm – ~4 mm
- Zgodność z GMP
- Zarządzanie użytkownikami z możliwością przypisania poziomu uprawnień i ochroną hasłem
- Opcjonalna integracja z zewnętrzną wagą oraz wysokowydajny cyklon
„Już przy pierwszym użyciu nowego AS 200 jet pharma od razu widać, jak przemyślane i przyjazne dla użytkownika jest to urządzenie. Szczególne wrażenie robi funkcja prowadzenia użytkownika podczas przesiewania: czytelne instrukcje krok po kroku praktycznie eliminują błędy wynikające z pominięcia któregoś etapu. Zintegrowana, solidna waga to prawdziwa zaleta — znacznie ułatwia pracę i oszczędza cenne miejsce w laboratorium, ponieważ nie ma już potrzeby korzystania z zewnętrznej wagi. Dodatkowe funkcje bezpieczeństwa, takie jak Weighing-Assistant, Backweigh-Tolerance czy analiza trendów, zapewniają jeszcze większą niezawodność procesu w naszej codziennej pracy laboratoryjnej."
Dr Michael Ostendorf, Starszy Ekspert ds. Technologii Cząstek / Science Fellow, Bayer AG
Wniosek: Przesiewacze Retsch są najbardziej odpowiednie do zapewnienia kontroli jakości – niezależnie od tego, czy mówimy o kontroli przychodzącej surowców, wynikach prób badawczo-rozwojowych, czy kontroli produkcji substancji w produkcji.
Korzyści rozwiązań Retsch dla produkcji farmaceutycznej oraz w zapewnieniu zgodności z GMP
Stal nierdzewna 316L jest powszechnie stosowana w produkcji farmaceutycznej ze względu na swoje właściwości higieniczne oraz wyjątkową odporność na korozję wżerową i szczelinową. Jest to niskowęglowa odmiana stali nierdzewnej, która cechuje się doskonałą odpornością na wysokie temperatury oraz korozję chemiczną. Dzięki temu idealnie sprawdza się w aplikacjach wymagających częstego mycia i niskiej reaktywności chemicznej. Firma Retsch oferuje wybrane modele młynów wykonane ze stali 316L, aby spełnić specyficzne wymagania produkcji farmaceutycznej.
Mielenie materiałów roślinnych w skali pilotażowej przed ekstrakcją
Wersja młyna tnącego SM 300 316L foodGrade została zaprojektowana do bezkontaminacyjnego rozdrabniania surowców przeznaczonych dla przemysłu spożywczego i medycznego. Wszystkie elementy mające kontakt z próbką wykonane są ze stali nierdzewnej 316L lub stali posiadającej certyfikat FDA, co gwarantuje całkowicie bezpieczne przetwarzanie bez ryzyka zanieczyszczeń. Urządzenie wyposażone jest w lej zasypowy do materiałów długich, co umożliwia łatwe podawanie surowców takich jak części roślin konopi, inne suszone rośliny, zioła czy przyprawy. Rozdrobnione próbki mogą być następnie wykorzystane bezpośrednio w zastosowaniach farmaceutycznych lub poddane ekstrakcji za pomocą etanolu bądź nadkrytycznego CO₂. Mocny napęd o mocy 3 kW z wysokim momentem obrotowym oraz technologią RES gwarantuje doskonałe rezultaty mielenia nawet w przypadku wymagających materiałów, z którymi nie radzą sobie inne młyny tnące. Zmienna prędkość pracy pozwala na optymalne dostosowanie parametrów do specyfiki aplikacji, a szeroki wybór sit dolnych o wielkościach oczek od 0,25 do 20 mm umożliwia uzyskanie precyzyjnie zdefiniowanego końcowego uziarnienia.
Synteza kokryształów w skali kilogramowej
Bębnowe młyny Retsch, takie jak TM 300, są wykorzystywane do mechanochemicznej syntezy kokryształów farmaceutycznych w skali kilogramowej. Metoda ta jest przyjazna dla środowiska i wydajna, ponieważ pozwala ograniczyć zużycie energii i zminimalizować wpływ na środowisko dzięki minimalnemu wykorzystaniu rozpuszczalników. Przykładowo, za pomocą TM 300 uzyskano 3,2 kg kokryształów rac-Ibuprofen:Nikotynamid w zaledwie 90 minut, osiągając czystość na poziomie 99%. [6]
TM 500 316L to laboratoryjny młyn kulowy przeznaczony do rozdrabniania dużych ilości próbek – do 35 l. Umożliwia przyjęcie materiału wsadowego o wielkości do 20 mm i osiągnięcie rozdrobnienia nawet do 15 µm dzięki działaniu sił tarcia i uderzenia. Model TM 500 316L jest szczególnie polecany do zastosowań, w których materiał nie może zostać w żaden sposób zanieczyszczony. Wyposażony jest w bęben oraz zasobnik wykonane ze stali nierdzewnej 316L, co gwarantuje całkowicie bezkontaminacyjne przetwarzanie próbek. Zmienna prędkość obrotowa w zakresie od 10 do 50 obr./min pozwala na dostosowanie parametrów pracy do różnych zastosowań. Młyn TM 500 316L posiada także elektroniczną funkcję przechyłu ułatwiającą opróżnianie oraz możliwość programowania przerw w procesie mielenia, co umożliwia bezpieczne przetwarzanie materiałów wrażliwych na podwyższoną temperaturę.
System pomiaru GrindControl GrindControl pokazuje, co dzieje się wewnątrz naczynia mielącego – w czasie rzeczywistym
GrindControl zapewnia wgląd w czasie rzeczywistym w procesy zachodzące wewnątrz naczynia mielącego. Ciśnienie i temperatura są monitorowane w sposób ciągły — co gwarantuje bezpieczną i precyzyjną kontrolę, nawet w przypadku materiałów wrażliwych lub reaktywnych. Umożliwia natychmiastową reakcję na nieoczekiwane wzrosty ciśnienia oraz stałą kontrolę próbek wrażliwych na temperaturę, a także reakcji mechanochemicznych.
GrindControl w skrócie
- Dane w czasie rzeczywistym dotyczące ciśnienia i temperatury
- Wczesne wykrywanie stanów krytycznych
- Precyzyjna kontrola procesu
- Ochrona materiałów wrażliwych
- Powtarzalne wyniki
Produkcja materiału przystosowanego do implantów kostnych
Wykorzystanie kości jako materiału do implantów kostnych stanowi bardzo skuteczne rozwiązanie w medycynie implantologicznej. Naturalne materiały kostne, takie jak autoprzeszczepy i alloprzeszczepy, są powszechnie stosowane ze względu na znakomitą biokompatybilność oraz zdolność do integracji z istniejącą tkanką kostną pacjenta. Materiały te zapewniają naturalne rusztowanie, które wspomaga regenerację i gojenie kości. Zastosowanie kości jako materiału do implantów kostnych jest niezawodną i efektywną metodą naprawy oraz odbudowy kości. Proces przygotowania materiału kostnego do implantacji obejmuje rozdrabnianie i mielenie kości w celu uzyskania odpowiedniej wielkości cząstek oraz jednolitej konsystencji. W tym celu wykorzystywane są różne techniki mielenia, takie jak te oferowane przez młyny RETSCH, które gwarantują wydajne i bezpieczne przetwarzanie materiału kostnego. W szczególności młyny tnące są stosowane do wstępnego rozdrabniania, również większych ilości próbek. Etapy mielenia na drobno realizowane są w młynie ultraodśrodkowym ZM 300 lub w młynach kulowych, takich jak MM 400 czy CryoMill. Przykładowo, wykorzystując najpierw SM 300, a następnie ZM 300, około 800 g kości można rozdrobnić do wielkości poniżej 200 µm w czasie około 25 minut.
Zęby świni, 100 g
Zęby świni, 6 g
Kości ludzkie, 100 g
Kości ludzkie,800 g
Cement kostny, 3 g
Analiza sitowa w produkcji farmaceutycznej
Przesiewacze Retsch są niezbędnym narzędziem w produkcji farmaceutycznej, umożliwiającym precyzyjną analizę rozkładu wielkości cząstek. Modele AS 200 control oraz AS 200 jet zasługują na szczególną uwagę: pierwszy oferuje precyzyjną kontrolę parametrów przesiewania, natomiast drugi, dzięki technologii dyspersji strumieniem powietrza, idealnie sprawdza się w przypadku bardzo drobnych proszków. Urządzenia te pomagają utrzymać jednorodność, stabilność i czystość formulacji farmaceutycznych, co ma kluczowe znaczenie dla określenia szybkości rozpuszczania, biodostępności oraz skuteczności gotowych produktów leczniczych. Dodatkowo przesiewacze Retsch spełniają wymagania normy ISO 9001, zapewniając powtarzalność oraz wysoką jakość uzyskiwanych wyników.
Twój cyfrowy współpracownik do przesiewania
Twoja praca zasługuje na wydajność i niezawodność – EasySieve pro i jego wersja EasySieve pharma zastępują nasze klasyczne oprogramowanie EasySieve, a ich funkcjonalność została znacznie rozszerzona. Kontroluj swoje analizy sitowe w sposób oszczędzający czas i wolny od błędów!
Każdego dnia w laboratorium pracujesz pod presją czasu. Nieprawidłowe przesiewanie powoduje stratę cennego czasu pracy i opóźnia kolejne procesy. EasySieve pro | pharma zostało opracowane specjalnie z myślą o Twoich potrzebach: oprogramowanie ułatwia przygotowanie, wykonanie i cyfrową ocenę analiz wielkości cząstek oraz minimalizuje źródła błędów – dzięki czemu możesz skoncentrować się na naprawdę ważnych zadaniach.
Rozbijanie komórek i homogenizacja tkanek
DNA, RNA i białka odgrywają kluczową rolę w opracowywaniu innowacyjnych terapii i diagnostyki. Technologia DNA, w szczególności rekombinowane DNA, umożliwia produkcję białek terapeutycznych, takich jak insulina i hormony wzrostu, które są niezbędne w leczeniu różnych zaburzeń genetycznych. Terapie oparte na RNA, w tym szczepionki mRNA i terapie interferencji RNA (RNAi), oferują obiecujące podejścia do celowania w określone geny i leczenia chorób, takich jak rak i infekcje wirusowe. Z drugiej strony białka są stosowane jako biofarmaceutyki, w tym przeciwciała monoklonalne i enzymy, które są niezbędne w leczeniu szerokiego zakresu schorzeń. Te biomolekuły są integralną częścią rozwoju medycyny spersonalizowanej. Rozbijanie komórek za pomocą bicia kulek jest szeroko stosowaną mechaniczną metodą rozbijania komórek w celu uwolnienia ich składników wewnątrzkomórkowych, takich jak DNA lub białka. Technika ta polega na zmieszaniu zawiesiny komórkowej z kulkami wykonanymi ze szkła, a następnie mieszaniu mieszaniny w celu wytworzenia sił ścinających, które pękają ściany komórkowe. Bicie koralików jest skuteczne w przypadku różnych typów komórek, w tym bakterii, drożdży, grzybów i glonów. Jest to szczególnie korzystne, ponieważ może przetwarzać wiele próbek jednocześnie bez ryzyka zanieczyszczenia krzyżowego i nie wymaga dodawania substancji chemicznych, które mogłyby zakłócać kolejne etapy ekstrakcji. Proces można przeprowadzić na małą skalę przy użyciu jednorazowych fiolek o pojemności 2 ml lub na większą skalę za pomocą jednorazowych probówek Falcon o pojemności 50 ml. Na przykład młyn MM 400, wyposażony w różne adaptery, może skutecznie rozbijać komórki zarówno w małych, jak i dużych objętościach, co czyni go wszechstronnym narzędziem do zastosowań laboratoryjnych.
Komórki Phaeodactylum tricornutum przed (po lewej) i po rozbiciu (po prawej) za pomocą młynka miksującego MM 400 wyposażonego w adapter do probówek Falcon.
CryoMill jest doskonałym narzędziem do rozbijania komórek przy użyciu większych kul mielących, szczególnie w przypadku próbek wrażliwych na ciepło. Poprzez chłodzenie materiału w naczyniu do mielenia do -196°C ciekłym azotem, CryoMill zapewnia zachowanie integralności białek i innych składników komórkowych podczas procesu rozpadu. Dzięki sterowaniu MM 500 zawiesina kuwetowa może być przetwarzana kriogenicznie (zakres temperatur od 0 °C do – 100 °C) lub tylko w postaci schłodzonej, na przykład w temperaturze 10 °C.
Sprzęt Retsch oferuje również rozwiązanie do homogenizacji próbek tkanek, takich jak wątroba lub skóra. Również w tym przypadku takie próbki można homogenizować w probówkach Eppendorfa o pojemności 2 ml lub 5 ml lub w probówkach Falcon o pojemności 50 ml.
Próbka wątroby przed i po homogenizacji w MM 400
Ta sekcja pochodzi z następującej strony:
Dowiedz się więcej dzięki naszym opracowaniom i artykułom
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.
Process reliability in Pharmaceutical Research and Production
Precision and efficiency as a competitive advantage In pharmaceutical research and production, precision, reproducibility, and regulatory compliance are crucial to your success. Precise control of particle size has a significant impact on drug distribution, tableting, and quality assurance. With advanced laboratory solutions from Retsch, you can enable your team to confidently master these challenges and maintain the highest level of product quality.
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.
Referencje
[1] Grupa prof. Duncana L. Browne'a, Wydział Chemii Farmaceutycznej i Biologicznej, University College London: Solidna aminacja Buchwalda-Hartwiga możliwa dzięki mieleniu kulowemu; Org. Biolol. Chem. 2019, 17, 1722 DOI: 10.1039/c8ob01781f
[2] Grupa prof. Duncana L. Browne'a, Wydział Chemii Farmaceutycznej i Biologicznej, University College London: Bezpośrednie amidowanie estrów przez mielenie kulowe; Angew. Chem. Int. Ed. 2021, 60, 21868-21874; doi.org/10.1002/anie.202106412
[3] Grupa prof. Hajime Ito, Zakład Chemii Stosowanej, Wydział Inżynierii, Uniwersytet Hokkaido: Bezrozpuszczalnikowa redukcja Bechampa za pośrednictwem przy użyciu mechanochemii; DOI: 10.1039/d4mr00138a
[4] Grupa prof. Hajime Ito, Zakład Chemii Stosowanej, Wydział Inżynierii, Uniwersytet Hokkaido: Aromatyczna fluoryzacja nukleofilowa w stanie stałym: szybka, praktyczna i przyjazna dla środowiska droga do N-heteroarylowych fluorków; Zielony Chem., 2025, 27, 1771; DOI: 10.1039/d4gc06362g
[5] Grupa profesora Duncana L. Browne'a, Wydział Chemii Farmaceutycznej i Biologicznej, University College London: Kontrolowana temperaturą mechanochemia dla katalizowanego niklem sprzężenia sulfomatów arylu Suzukiego-Miyaura poprzez mielenie kulowe i wytłaczanie dwuślimakowe; Angew. Chem. Int. Ed. 2022, 61, e202210508; doi.org/10.1002/anie.202210508
[6] Jan-Hendrik Schöbel, Frederik Winkelmann, Joel Bicker i Michael Felderhoff; Mechanochemiczna synteza w skali kilogramowej kokryształów rac:ibuprofen:nikotynamidu
[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
Skontaktuj się z nami w celu uzyskania bezpłatnej konsultacji
Produkty RETSCH są dostępne oraz serwisowane dzięki międzynarodowej sieci naszych spółek córek oraz gruntownie przeszkolonych firm dystrybucyjnych. Nasi pracownicy z przyjemnością pomogą w związku z każdym zapytaniem dotyczącym sprzętu Retsch.
