[发明专利]使用热成像仪控制制造过程

说明书

相关申请的交叉参考

本申请要求2009年5月15日申请的美国临时申请US 61/178540和2009年8月13日申请的美国临时申请US 61/233593的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及化学产品如药物产品的制备，特别地涉及使用热成像监控和任选地控制多种材料加工操作，例如滚筒压实(roller compaction)、片剂包衣、流化床干燥、喷雾干燥、冻干、结晶、沉淀、发酵和使用液体配药技术制备低剂量的药品。

发明背景

在药品的制造中，通常使用称为“滚筒压实机(roller compactor)”的装置将粉末组合物压制成带状物或颗粒状物用于后续加工和利用。在滚筒压实机中，将粉末组合物进料至两个相对的、相对旋转的滚筒的外周的辊隙中。

进料可以通过各种进料设备中的任一种来完成。典型的进料设备包括螺杆进料器，其可以具有单旋转螺杆或多个相互配合的螺杆，带式输送机，其可以具有一个或多个环形带，以及多种适于输送粉末的其它形式的传送设备。

滚筒的外周可以为简单的圆筒形表面，或者它们可以具有成型腔，在成型腔中粉末被压实，并且成型为所需的形状。在滚筒具有简单圆筒形表面的情况下，滚筒压实机的产物通常为压实粉末的带状物形式，根据需要，该带状物形式可以通过切割设备切断。另一方面，如果滚筒在它们的外周具有成型腔，则它们可以传递压实粉末的离散颗粒。

滚筒压实已经成功地制备了多种药品。然而，已经遇到了产品质量问题。这些问题可以通过调节压实机的各种操作参数来克服，但是如此调节是有难度的，并且需要丰富的操作经验。此外，一些对温度高度敏感的材料以及在接近其熔点加工的材料在经受滚筒压实时特别容易发生问题。

在片剂包衣中，一般通过将包衣物料喷雾至片剂床上来进行，其中所述片剂在称为“包衣锅”的旋转的鼓样设备中翻滚，包衣条件如喷雾速率、包衣载体的蒸发速率会影响片剂温度。因此，测量片剂温度用于监控包衣操作和控制各种包衣参数。迄今为止，包衣锅中的温度测量已经使用多种形式的温度计如非接触型红外温度测量设备和其它形式的温度探针进行。近来，已经建议将一个或多个移动温度测量设备装入片剂床，该移动温度测量设备具有被包衣的片剂的尺寸、形状和重量，并且温度测量设备偶联至微型遥测发射机，后者用于将温度数据发送给远距离接收器作为调节的无线电信号。

已知用于监控包衣过程的温度测量设备没有提供充分的信息以良好控制包衣操作，或根据使用小型实验包衣机所采用的温度测量数据“放大”来设计大型包衣机。具体地，在包衣机中使用的已知的温度测量设备提供了很少的关于包衣机喷雾图案的信息，并且因此在确定包衣材料经过喷雾喷嘴的流速与沉积在片剂上的包衣量之间的关系中应用受限制。

在流化床干燥中，使温热空气向上流经干燥容器中的颗粒材料床，材料的温度倾向于分层，从而在干燥器下部的温度高于上部的温度。在干燥操作开始时，不同水平之间的温度差异大。然而，随着干燥的进行，干燥器上部的温度增加，上部和下部之间的温度差异倾向于减小。因此在干燥操作的早期，温度差异大。然而，当将新的材料引入流化床干燥器中时，无论在连续进料模式中或在间歇模式中，材料上部区域的温度变得更高。结果是过量干燥发生在干燥器的上部区域中，或者干燥所需的时间减少。后者当然是更希望的结果。

可以使用常规的热探针观察流化床干燥器中的温度差异。然而，常规的探针不提供随时间发生的温度差异逐渐变化的充分信息而使得操作员不可以控制干燥参数，如空气温度、材料流量和干燥时间。

在高剪切湿法制粒中，使粉末在粘合剂的存在下经受移动刀片的作用，其中粘合剂由经一个或多个喷雾喷嘴的喷雾施用至材料。因粘合剂的蒸发产生的冷却影响了制粒过程，但是在制粒机中均匀地发生。冷却还受到喷嘴的喷雾图案的影响。常规的温度探针不能充分地监控材料中的温度变化，该温度探针作为喷雾图案的功能存在床的表面(如在包衣操作中)，以及存在床中，如在流化床干燥中。

在喷雾干燥中，将材料的浆料经喷嘴喷雾至加热空气的气氛中，该加热空气通过排气口。在喷雾干燥中使用的常规温度测量技术测量排气口处的空气温度，并且在干燥时，仅提供间接的、在一定程度上不可靠的喷雾材料实际温度的指示。这些常规的技术也缺乏监控喷雾图案内的喷雾特性和温度分布的能力。

在冻干中，一般将定量的湿材料置于相对大量的小瓶中，这些小瓶设置在腔室的一个或多个支架上，在该腔室中可以控制温度和压力。首先冷冻材料。然后将腔室内的压力和温度调节至冰冻材料中的水升华的水平。然后，残余水分通过施加真空除去，同时保持材料在受控的温度下。