Cryo jet milling for micronization enhancement of inhalation particles

17 de novembro de 2023

A fabricação de produtos de inalação para o tratamento de doenças respiratórias é um mercado em crescimento, e o jet milling é um dos processos mais utilizados para atingir a gama de tamanho desejada. No entanto, é uma técnica altamente energética, podendo induzir elevada amorfização nas partículas micronizadas. Assim, este trabalho teve como objetivo explorar o impacto do cryo jet milling na micronização, uma vez que a utilização de gases a temperaturas negativas pode minimizar a amorfização, além de promover tamanhos de partículas inferiores. Este tipo de alterações pode influenciar positivamente o desempenho da medicação inalada. A primeira parte deste estudo foi realizada com quatro princípios ativos (PA), sendo que o cryo jet milling apenas mostrou ser benéfico para o PA 1 e 2. O PA 2 foi escolhido como o mais promissor para avaliar o impacto do cryo jet milling, sendo que os testes subsequentes com este PA, realizados com uma gama mais ampla de condições operacionais, continuaram a mostrar uma redução significativa no conteúdo amorfo e um aumento no rendimento do processo, comparando com o jet milling convencional. Em termos de desempenho aerodinâmico, a formulação obtida a temperaturas negativas foi a mais eficiente. Também foi realizada a micronização de imunoglobulina G (IgG), que sugeriu que o cryo jet milling pode promover a proteção da integridade da proteína. Em suma, o cryo jet milling revelou ser adequado para a micronização de partículas de inalação, sendo especialmente interessante como alternativa para a micronização de PAs mais sensíveis. The manufacturing of inhalation products to treat respiratory diseases is a growing market, and jet milling is one of the most used techniques to achieve particles within the inhalation size range. However, this is a highly energetic milling approach that can induce elevated levels of amorphous content on micronized particles. Hence, this work focused on exploring the impact of cryo jet milling on micronization, as negative gas temperatures could minimize the risk of amorphization, along with promoting more particle size reduction. Thus, this type of changes could positively influence the drug delivery performance. The first part of the study was carried out using four active pharmaceutical ingredients (APIs), where only API 1 and 2 show benefits with cryo jet milling. API 2 was chosen as the most promising API to evaluate the cryo jet milling impact, and the subsequent trials using this API with a wide range of operational conditions continued to show a significant reduction in amorphous content and an increase in process yield when compared to room temperature jet milling. In terms of aerodynamic performance, the formulation with API micronized at negative temperatures was more efficient than the formulation with the API obtained at room temperature. Micronization trials with immunoglobulin G (IgG) were also performed, suggesting that cryo jet milling could promote the protection of protein integrity. In summary, cryo jet milling revealed to be a suitable technology to micronization of inlahation particles and is especially interesting as an alternative technique for micronizing more sensible APIs.

Autores da comunidade :

• 

  I

  Inês Catarina Luís Gomes

  ist192751

Orientadores desta instituição:

• 

  A

  Ana Margarida Nunes da Mata Pires de Azevedo

  ist30470

203838181

Mestrado em Engenharia Biológica

industrial-biotechnology - Biotecnologia Industrial

Palavras-chave

• Cryo jet milling
• micronization
• amorphous content
• particle size
• inhalation
• micronização
• conteúdo amorfo
• tamanho de partícula
• inalação

eng - Inglês

Instituto Superior Técnico