Каскадный импактор Андерсена (ACI)

Каскадный импактор Андерсена (ACI)

Каскадный импактор составляет основу большинства систем, используемых для измерения распределения (размера частиц) вдыхаемых продуктов. Это потому, что у него есть три уникальные особенности, которые в настоящее время не может воспроизвести ни один другой метод:

1.      Измерение аэродинамического размера частиц (APSD)

2.      Измерение активного фармацевтического ингредиента (API)

3.      Измерение полной дозы

Импактор в сборе

В простейшей форме система определения размеров частиц ингалятора включает следующие компоненты:

• Адаптер для мундштука

• Порт ввода

• Каскадный импактор

• Вакуумный насос

• Измеритель скорости потока (расходомер)

Принцип работы импактора

Сам каскадный импактор состоит из одной или нескольких ступеней, обычно расположенных в виде «стопки», которая может быть вертикальной или горизонтальной. Эти ступени разделяют частицы, увлеченные потоком аэрозоля, проходя через них, на серию полос или фракций по размеру, в целом, соответствующих их вероятным местам осаждения в дыхательных путях. Для большинства применений, связанных с ингаляторами, вход в импактор снабжен расположенным под прямым углом портом ввода, предназначенным для работы в качестве горловины. Размеры этого индукционного порта стандартизированы в различных фармакопеях и служат для обеспечения воспроизводимого отбора проб из аэрозольного облака, производимого ингалятором.

Ингалятор присоединяется к порту ввода с помощью адаптера для мундштука, который обеспечивает герметичное уплотнение между портом ввода и испытываемым медицинским устройством. После выхода из ингалятора облако аэрозоля втягивается через импактор с помощью вакуумного насоса, соединенного с выходным отверстием импактора трубкой подходящей длины.

Импактор Copley

Каскадный импактор Андерсена (ACI), производимый Copley, представляет собой 8-ступенчатый каскадный импактор, который был разработан для измерения аэродинамического распределения размеров частиц (APSD), генерируемого аэрозольным ингалятором MDI и порошковым ингалятором DPI.

ACI соответствует статьям, изложенным в главе <601> Фармакопеи США, 2.9.18. Европейской Фармакопеи и 2015 Китайской Фармакопеи, 2.9.18 ГФ РБ.

Измерение дозы аэрозольного ингалятора

Стандартный ACI предназначен для использования при расходе воздуха 28,3 л/мин. 8 ступеней имеют следующие диапазоны для сбора частиц по размерам:

Ступень 0 – 9.0 + микрон

Ступень 1 – 5.8-9.0 микрон

Ступень 2 – 4.7-5.8 микрон

Ступень 3 – 3.3-4.7 микрон

Ступень 4 – 2.1-3.3 микрон

Ступень 5 – 1.1-2.1 микрон

Ступень 6 – 0.7-1.1 микрон

Ступень 7 – 0.4-0.7 микрон

ACI, как и другие каскадные импакторы, спроектирован таким образом, что, при прохождении потока аэрозоля через каждую ступень, частицы, обладающие достаточной инерцией, будут воздействовать на сборочную пластину этой конкретной ступени, в то время как более мелкие частицы с недостаточной инерцией будут задерживаться в воздушном потоке и переходить на следующую ступень.

Путем анализа количества активного лекарственного средства, осажденного на различных ступенях, можно затем рассчитать дозу мелких частиц (FPD) и фракцию мелких частиц (FPF) и, после дальнейших манипуляций, рассчитать медианное аэродинамическое распределение частиц (MMAD) и геометрическое стандартное отклонение (GSD) собранных частиц активного лекарственного средства.

Использование импактора для сухих порошковых ингаляторов

Тот же импактор можно использовать для определения размера частиц порошковых ингаляторов (DPI). Однако в этом случае, между впускным отверстием и ступенью 0 импактора должен быть установлен пресепаратор, чтобы собрать большую массу не вдыхаемых болюсов порошка, обычно испускаемых из DPI, до их входа в импактор. В случае ингаляторов с сухим порошком (DPI) при тестировании необходимо учитывать ряд дополнительных факторов:

• Падение давления, создаваемое воздухом, всасываемым через ингалятор во время вдоха

• Соответствующий расход Q, обеспечивающий падение давления 4 кПа

• Продолжительность имитации вдоха для придания объема 4 литра

• Стабильность расхода с точки зрения критического расхода

Изменение конфигурации импактора для работы со скорость потока 60 и 90 л/мин

Во многих случаях (особенно с DPI с низким сопротивлением) необходимо работать со скоростью потока более 28,3 л/мин, если необходимо достичь падения давления в ингаляторе 4 кПа. Стандартный ACI может работать при расходах более 28,3 л/мин, однако важно учитывать изменения в диаметрах, которые будут происходить для каждой стадии. Эмпирическое уравнение можно использовать для расчета этих изменений предельной точки в диапазоне от 28,3 до 100 л/мин. Тем не менее, пользователь должен знать, что уменьшение различения между диаметрами будет происходить при увеличении скорости потока. Более того, достоверность эмпирического уравнения становится сомнительной, чем больше расход при испытании отклоняется от 28,3 л /мин.

Чтобы помочь решить эти проблемы, доступны две модифицированные конфигурации ACI для работы при расходах 60 и 90 л/мин.  В версии для потока 60 л/мин ступени 0 и 7 удалены и заменены двумя дополнительными ступенями, -0 и -1. Точно так же в версии для потока 90 л/мин ступени 0, 6 и 7 удалены и заменены тремя дополнительными ступенями, -0, -1 и -2. Также внесены изменения в конфигурацию сборных пластин (с центральными отверстиями и без них).

Материалы конструкции импактора

ACI изначально был разработан для отбора проб воздуха из окружающей среды и традиционно изготавливается из алюминия. Однако его внедрение в фармацевтической промышленности предъявило гораздо более жесткие требования к материалу из-за использования органических растворителей в процессе извлечения лекарств.

Недавние достижения в области автоматизированных высокоточных методов обработки теперь означают, что ACI может быть изготовлен из нержавеющей стали 316 (предпочтительный материал в фармацевтической промышленности), а также из титана. Основным преимуществом нержавеющей стали 316 является превосходная коррозионная стойкость и долговечность, а это означает, что импакторы из нержавеющей стали 316, производимые Copley, имеют не только очень конкурентоспособную цену, но и очень экономичны, что помогает поддерживать точность и продлевать срок службы импактора за счет уменьшения механического и химического износа.

Электропроводящая нержавеющая сталь также может помочь снизить нежелательное электростатическое воздействие на импактор. Там, где вес нержавеющей стали 316 является проблемой, Copley может также предложить титан, который имеет прочность нержавеющей стали 316, но с уменьшением веса на 40%. Copley продолжает предлагать алюминиевые ACIs для тех пользователей, которые предпочитают более дешевый вариант, или для тех случаев, когда их методы таковы, что коррозионная стойкость и долговечность не являются проблемой.

Межступенчатое уплотнение без утечек достигается за счет использования высококачественных уплотнительных колец из силиконовой резины, одобренных FDA.

Пресепараторы имеют цельную бесшовную конструкцию и вместе с портами ввода стандартно поставляются с сертификатами измерений.

Все сборные пластины изготовлены из нержавеющей стали 316. Они индивидуально проверяются на шероховатость поверхности и гравируются лазером на нижней стороне для отслеживаемости.

Стандартная конфигурация (скорость потока 28,3 л/мин) каскадного импактора Андерсена

РЕЗЮМЕ

ACI, производимые Copley:

• Изготавливаются из алюминия, нержавеющей стали 316 или титана

• Способны работать при скорости потока 28,3, 60 или 90 л/мин

• Изготавливаются по критическим размерам фармакопеи США и Европейской

• Поставляются с сертификатом полного этапа измерений, сертификатом соответствия USP / Ph.Eur. и сертификатом проверки герметичности

За более подробной технической информацией, пожалуйста, обратитесь к специалисту.