Với định hướng tăng cường ứng dụng khoa học – công nghệ vào hoạt động sản xuất và kiểm soát chất lượng, Hachi Pharma đã đưa công nghệ đánh giá vi cấu trúc thuốc viên bằng sóng siêu âm vào hệ thống kiểm soát sản phẩm, hướng tới khả năng đánh giá nhanh và không phá hủy mẫu trong quá trình sản xuất.
Trong sản xuất dược phẩm hiện đại, chất lượng của một viên thuốc không chỉ được quyết định bởi thành phần hoạt chất hay hàm lượng ghi trên bao bì. Ẩn sâu bên trong mỗi viên nén là một cấu trúc vi mô phức tạp gồm các hạt nguyên liệu, khoảng rỗng, liên kết giữa các hạt và đặc tính cơ học hình thành trong quá trình nén viên. Những yếu tố này có thể ảnh hưởng trực tiếp đến độ bền cơ học, khả năng rã cũng như đặc tính giải phóng dược chất của sản phẩm.
1. Tại sao phải quan tâm đến cấu trúc bên trong một viên thuốc?
Nhìn từ bên ngoài, hai viên thuốc có thể gần như giống hệt nhau về kích thước, màu sắc và hình dạng. Nhưng ở cấp độ vi mô, chúng vẫn có thể khác nhau.
Trong quá trình trộn nguyên liệu, tạo hạt và nén viên, nhiều yếu tố như kích thước hạt, áp lực nén, tốc độ nén, độ xốp hay đặc tính của tá dược đều có thể tác động tới cấu trúc cuối cùng của viên thuốc.
Nghiên cứu của Sultan và cộng sự trong nghiên cứu “Microstructure-centric ultrasonic evaluation of granular composite oral solid dosage tablets” nhấn mạnh rằng khả năng tái tạo ổn định cấu trúc vi mô là một yếu tố quan trọng đối với chất lượng dạng thuốc rắn. Những đặc tính này có liên quan tới độ bền cơ học, khả năng rã và đặc tính hòa tan, giải phóng dược chất của sản phẩm.
Điều đó có nghĩa rằng kiểm soát chất lượng thuốc viên ngày càng không chỉ dừng ở câu hỏi: “Viên thuốc có đúng khối lượng hay không?” mà còn hướng tới câu hỏi sâu hơn: “Cấu trúc bên trong viên thuốc có được hình thành đúng như thiết kế hay không?”
Đây chính là bài toán mà công nghệ siêu âm hướng tới giải quyết.
2. Sóng siêu âm “đọc” cấu trúc viên thuốc như thế nào?
Nguyên lý có thể hình dung tương đối đơn giản. Một xung sóng đàn hồi tần số cao được truyền qua viên thuốc. Khi sóng đi qua môi trường gồm hàng triệu hạt vật liệu liên kết với nhau, tín hiệu sẽ bị thay đổi. Cấu trúc hạt, khoảng rỗng, liên kết giữa các hạt và đặc tính nhớt – đàn hồi của vật liệu đều có thể ảnh hưởng tới cách sóng truyền đi.
Nhóm nghiên cứu đã xây dựng một mô hình kết hợp Zener micro-viscoelasticity với cơ chế Rayleigh scattering để tách và phân tích những ảnh hưởng này.
Thay vì chỉ ghi nhận một thông số đơn lẻ, hệ thống phân tích sự suy giảm và phân tán phụ thuộc tần số của sóng siêu âm, qua đó suy ra những đặc tính của cấu trúc vi mô bên trong viên.
Trong thử nghiệm, nhóm nghiên cứu sử dụng các mẫu viên được tạo bằng thiết bị mô phỏng quá trình dập viên cùng nhiều cấp độ Microcrystalline Cellulose (MCC), từ đó chủ động tạo ra những cấu trúc vi mô khác nhau để đánh giá khả năng phân biệt của phương pháp.
Kết quả cho thấy phương pháp có tiềm năng trở thành một công cụ nhanh, không phá hủy, có khả năng mở rộng và hiệu quả về mặt tính toán trong đánh giá thuốc viên.
3. Từ kiểm tra sau sản xuất đến kiểm soát chất lượng theo thời gian thực
Một trong những giá trị lớn nhất của công nghệ này nằm ở khả năng hỗ trợ Real-Time Release Testing – RTRT, hay kiểm nghiệm phục vụ quyết định xuất xưởng dựa trên dữ liệu thu nhận trong hoặc gần với quá trình sản xuất.
Nền tảng siêu âm được nghiên cứu, CTF 2022_L2.1, cho phép đánh giá thể tích cấu trúc bên trong viên thuốc mà không phá hủy sản phẩm, với định hướng tốc độ phù hợp cho môi trường sản xuất thuốc viên liên tục.
Đây là sự thay đổi đáng kể so với tư duy kiểm soát chất lượng truyền thống.
Ở mô hình truyền thống, mẫu thường được lấy ở một số thời điểm nhất định, sau đó chuyển sang phòng kiểm nghiệm để thực hiện các phép thử tương ứng.
Trong mô hình sản xuất dược hiện đại, công nghệ Process Analytical Technology – PAT hướng tới việc thu nhận và phân tích dữ liệu trong quá trình sản xuất, giúp doanh nghiệp hiểu rõ trạng thái của sản phẩm và quy trình sớm hơn.
ICH Q13 cũng đã xây dựng khung khoa học và quản lý cho sản xuất liên tục, trong đó chiến lược giám sát và kiểm soát quá trình đóng vai trò đặc biệt quan trọng.
Công nghệ siêu âm vi cấu trúc vì vậy có tiềm năng trở thành một mắt xích của hệ thống PAT và RTRT trong các nhà máy dược thế hệ mới.
Hachi Pharma đưa công nghệ siêu âm vào chiến lược kiểm soát chất lượng thuốc viên
Trong chiến lược phát triển hệ thống sản xuất, Hachi Pharma xác định công nghệ là một trong những nền tảng quan trọng nhằm nâng cao khả năng kiểm soát và tính ổn định của sản phẩm.
Việc ứng dụng nguyên lý Ultrasonic Non-Destructive Evaluation – đánh giá không phá hủy bằng sóng siêu âm cho thuốc viên cho phép Hachi Pharma bổ sung thêm một lớp dữ liệu về cấu trúc vật lý bên trong sản phẩm bên cạnh các phương pháp kiểm nghiệm truyền thống.
Hệ thống hướng tới ba mục tiêu chính:
Thứ nhất, tăng khả năng phát hiện biến động của cấu trúc viên thuốc.
Dữ liệu siêu âm có thể phản ánh những thay đổi liên quan đến độ xốp, đặc tính cơ học, liên kết hạt và vi cấu trúc. Khi các thông số này lệch khỏi vùng kiểm soát đã thiết lập, bộ phận kỹ thuật có thêm dữ liệu để đánh giá nguyên nhân và trạng thái của quá trình.
Thứ hai, hạn chế việc phải phá hủy mẫu trong một số bước đánh giá vật lý.
Do sóng siêu âm có khả năng khảo sát cấu trúc bên trong mà không cần cắt hoặc nghiền viên thuốc, công nghệ mở ra khả năng thu thập thêm dữ liệu chất lượng trong khi vẫn giữ nguyên mẫu.
Thứ ba, tạo nền tảng cho quá trình số hóa kiểm soát chất lượng.
Khi dữ liệu siêu âm được thu thập liên tục qua nhiều lô và nhiều điều kiện sản xuất, chúng có thể trở thành nguồn dữ liệu phục vụ phân tích thống kê, mô hình hóa quá trình và trong tương lai có thể kết hợp với các thuật toán Machine Learning để nhận diện những mẫu tín hiệu bất thường.
Theo định hướng phát triển của Hachi Pharma, việc tiếp cận và ứng dụng các công nghệ mới không đơn thuần nhằm hiện đại hóa dây chuyền máy móc. Mục tiêu quan trọng hơn là xây dựng hệ thống sản xuất trong đó chất lượng có thể được quan sát, đo lường và kiểm soát bằng dữ liệu ở ngày càng nhiều công đoạn. Công nghệ đánh giá vi cấu trúc bằng sóng siêu âm là một bước đi theo định hướng đó.
Hachi Pharma sẽ luôn không ngừng nỗ lực trên hành trình thực hiện sứ mệnh nâng tầm ngành dược phẩm Việt Nam, mang đến những giá trị sức khỏe bền vững cho cộng đồng.
Quý đối tác có mong muốn hợp tác chiến lược và cùng chúng tôi kiến tạo tương lai cho ngành dược phẩm, hãy để lại thông tin liên lạc của quý đối tác.
