HELOS/BR
SPRAYER
ROTOR

Tröpfchengrößenanalyse pharmazeutischer Nasensprays in unterschiedlichen räumlichen Ausrichtungen mit Laserbeugung von 0,25 µm bis 875 µm

Der kompakte Laserbeugungssensor HELOS/BR bietet zusammen mit dem flexiblen SPRAYER-Adapter aussagekräftige und reproduzierbare Analysen der Größenverteilung von Tröpfchen an Nasen- und Rachenpumpsprays im Bereich von 0,25 µm bis 875 µm. Das System lässt sich flexibel an verschiedenste Zerstäubertypen anpassen und simuliert über eine Kraft- und Trajektauslösung mit dem Aktuator SMACTOR die manuelle Anwendung des jeweiligen Sprays. In Kombination mit dem ROTOR lassen sich räumlich geneigte Applikationsanordnungen realisieren.

Die Ausbildung eines Sprühnebels hängt von vielfältigen Parametern ab, die für reproduzierbare Messbedingungen zu berücksichtigen und zu kontrollieren sind. Wichtige Auslöseparameter umfassen z.B. die Kraft- und Wegverhältnisse bei der Anwendung des Zerstäubers. Aber auch der Abstand und die Orientierung des Sprays zur Messzone nehmen Einfluss auf die Messergebnisse. Laminare Strömungsverhältnisse in der Messzone und die Abführung des Sprühnebels stellt eine Absaugeinheit sicher. Die entscheidenden Mess- und Auslöseparameter können im HELOS & SPRAYER-System über die Software gesteuert und als abrufbare Messmethoden (Standard Operating Procedures (SOPs)) gespeichert werden.

Für den SPRAYER steht der intelligente Trajekt- und Kraft-Aktuator SMACTOR bereit, um unter anderem individuelle Daumendrücke und Auslösevorgänge zu simulieren. Der Kraftmodus gewährleistet die Auslösung des Sprühvorgangs, indem der Aktuatorkolben mit einem vordefinierten Kraftverlauf den Pump- oder Ventilmechanismus betätigt. Im Trajektormodus wird der Zerstäuber über einen Bewegungspfad des Aktuatorkolbens ausgelöst, der auf Basis von Hub, Beschleunigung und Maximalgeschwindigkeit definiert wird. Mit einem Profilmodus können Weg/Zeit-Profile gespeichert werden. Das vordefinierte Profil wird beim nächsten Sprühstoß abgefahren. Der Einsatz kontrolliert ausgeführter Auslöseprozesse durch Aktuatoren unterstützt die Etablierung reproduzierbarer Messmethoden und vermeidet unerwünschte Benutzereinflüsse.

Zur räumlichen Ausrichtung des Sprays ist das komplette HELOS & SPRAYER-System in der Verfahreinheit ROTOR montiert, die das System anhebt und auf den gewünschten Neigungswinkel von 0° bis 90° in 5°-Schritten schwenken lässt. Ein im SPRAYER integrierter Sensor zeichnet den Neigungswinkel auf.

Zur zuverlässigen Identifikation der verschiedenen Sprühphasen (Formulierung, stabile Phase, Dissipation) wird der erzeugte Sprühnebel zeitaufgelöst mit bis zu 2.000 Partikelgrößenverteilungen pro Sekunde vermessen. Die Identifikation der stabilen Phase der Sprayausbildung bildet die Grundlage für die Reproduzierbarkeit nachfolgender Messungen in der vollständig entwickelten Tröpfchenwolke. Kraft, Geschwindigkeit und Hub des Auslöseprozesses werden von der Software aufgezeichnet und sind in unterschiedlichen Diagrammen darstellbar.

Zeitlich segmentierte Messungen erlauben eine nachträgliche Identifizierung der unterschiedlichen Entwicklungsphasen des Sprays. Eine Zusammenfassung von Segmenten ermöglicht die stabile Phase für die Auswertung nachträglich auszuwerten. Vorteile ergeben sich z.B. bei Single-Use-Devices oder zeitlich variierenden Verläufen von Sprühphasen eines Sprays. Die Auswahl und Auswertung der stabilen Phase eines Sprühstoßes erfolgt direkt über die Segmentierung der soeben getätigten Messung. Eine erneute Messung ist somit nicht erforderlich. Berichte und Diagramme dokumentieren und visualisieren neben der Tröpfchengrößenverteilung den zeitlichen Verlauf aller Daten der Messung sowie die aktuell getroffene Segmentauswahl, auf der das Ergebnis basiert.

Das System schafft beste Voraussetzung für die Erfüllung der Anforderungen pharmazeutischer Zulassungsbehörden, wie z.B. den Richtlinien der US-FDA (Food and Drug Association). HELOS & SPRAYER finden entsprechend Anwendung sowohl in der Grundlagenforschung und Produktentwicklung als auch in der Qualitätskontrolle.