Equipements d'analyse pré & post lyophilisation
Le Lyostat
Le Lyotherm
Micropress
LyobeadPRO
L'étage DSC
Pour en savoir plus sur ces systèmes, n’hésitez pas à nous contacter
Sans analyses de caractérisation thermique de votre produit, élaborer une recette de lyophilisation revient à conduire une voiture sans savoir où l’on va ! La cryomicroscopie (Lyostat) et l’ATD-impédance (Lyotherm) vous permettront de déterminer la nature de votre produit ainsi que sa température dite critique au-delà de laquelle votre produit subira une altération cosmétique et/ou qualitative.
Enfin sans analyses post-lyophilisation, c’est être arrivé à destination, sans savoir si c’est la bonne ! Le Micropress et la DSC sont là pour définir la température de stockage et les caractéristiques mécaniques de votre cake.
Cryomicroscopie et analyse thermique pour la caractérisation de la lyophilisation
Une approche rationnelle et fondée sur la connaissance de la conception et du développement des formulations et des cycles de lyophilisation réussis, nécessite des informations sur la façon dont le produit réagit aux différentes conditions de traitement. Les formulations candidates doivent être analysées en fonction de leurs structures physiques visibles, de leurs caractéristiques thermiques et de leurs mobilités à l'état congelé, afin d'acquérir une compréhension suffisante de leurs comportements tout au long du processus de lyophilisation. Cela permet de développer des cycles adaptés aux besoins spécifiques de chaque produit, les rendant efficaces, sûrs, robustes et reproductibles.
Instruments d’analyse
Les spécialistes de Biopharma Group ont conçu et développé trois instruments d’analyse perfectionnés – le cryomicroscope Lyostat, l’analyseur Lyotherm ATD et impédance et le MicroPress spécialement pour aider ceux qui utilisent les technologies de lyophilisation dans leur production ou leurs projets de recherche. Au cours de la dernière décennie, les deux instruments ont été améliorés et mis à jour pour donner les instruments actuels qui sont décrits dans la brochure de présentation ci-dessous :
Cryomicroscope Lyostat
Microscope de lyophilisation Lyostat 5
Détermination des Températures Critiques pour la Lyophilisation
Figure 1
Le Lyostat 5 est un équipement avancé d’évaluation de la température critique, c.a.d. la température à laquelle un produit congelé connaît un échec structurel (figures 1 et2). Cette caractéristique est critique pour toutes les formulations de produits lyophilisés. Ces températures critiques, telles que la température eutectique (Teu) pour les solutions cristallines et la température de rupture « collapse » (Tc) pour les produits amorphes, sont essentielles dans la conception de processus de lyophilisation efficaces. Comprendre le comportement d'un produit à mesure que la température augmente est crucial pour garantir une lyophilisation réussie, en évitant les complications telles qu'une durée de vie réduite, une activité altérée ou une mauvaise reconstitution.
Analyse des Températures Critiques
Figure 2
La microscopie de lyophilisation (FDM) est une méthode fiable pour déterminer ces températures critiques. Le Lyostat 5, équipé de la dernière technologie FDM, permet non seulement d'identifier les températures de « collapse » et eutectiques, mais aussi de détecter les phénomènes de cristallisation, les formations potentielles de peau/croûte, les effets de l’ «annealing » sur la structure des solutions et le développement des cristaux de glace.
Le Lyostat 5 nécessite seulement 2µl d’échantillon et moins d'une heure pour effectuer une analyse complète. Contrôlé par ordinateur, il fournit des images et des données détaillées, ainsi que des fonctions d'analyse avancées, permettant même d'enregistrer des vidéos de l'échantillon en cours d'analyse. Le logiciel est également disponible dans une version compatible avec les réglementations 21CFR11.
Réduction des coûts par la connaissance des températures critiques.
Une connaissance précise des températures critiques a permis à une entreprise cliente de réduire significativement la durée de son cycle de lyophilisation. En identifiant les températures d'effondrement et de ramollissement avec précision grâce au Lyostat 5, l'équipe de recherche a pu concevoir un cycle de lyophilisation plus efficace, réduisant ainsi la durée de 16 heures par rapport au cycle précédent.
Le Lyotherm
Impédancemètre pour lyophilisation Lyotherm3
L'optimisation du processus de lyophilisation commence par une profonde connaissance de l'ingrédient pharmaceutique actif (API) utilisé et son interaction avec les excipients. Une connaissance des transitions de phases se produisant dans l'état congelé mène directement à une meilleure efficacité et encourage la stabilité pendant et après le processus de lyophilisation Une des méthodes les plus puissantes utilisées pour trouver ces transitions de phases est l'analyse Zsinϕ, effectuée à l'aide de Lyotherm3.
Le Lyotherm3 identifie la température à laquelle se produit la transition grâce à des variations de Zsinϕ, une fonction d'impédance électrique, et il complète ces données par une analyse thermodifférentielle (DTA). Comme Zsinϕ est un compteur de mobilité moléculaire, il est suffisamment sensible pour identifier le repliement des protéines et autres petits événements de réorientation.
Lyotherm vous permet d'effectuer deux analyses en même temps, en vous offrant des données d'analyse thermique différentielle et d'impédance électrique dans une seule unité combinée.
L'analyse d’imédence (ZSin) est une analyse diélectrique à fréquence fixe fournissant une indication de la mobilité moléculaire des traces de l'échantillon, y compris les événements non détectés par les méthodes thermiques telles que DTA ou DSC.
L'analyse thermique différentielle (DTA) mesure la différence de température entre un échantillon et une référence, mettant en évidence les événements exothermiques et endothermiques, par ex. cristallisation, fusion eutectique et transition vitreuse. La combinaison de l'analyse DTA et de l'impédance signifie que Lyotherm est plus sensible aux changements au sein de la structure gelée que d'autres techniques exclusivement thermiques :
- Volumes d'échantillons de 2 ml à 4 ml
- 2 sondes de température Pt100 avec une précision de ±0,3°C à 0°C
- Plage de température d'analyse -196 °C à +60 °C
- Sonde d'impédance fonctionnant entre 1 Ω et 14 MΩ à 1 000 Hz
- Faible encombrement sur paillasse (environ 500 mm x 400 mm)
MicroPress
Données mesurables des propriétés mécaniques d’un Cake lyophilisé
Grâce au MicroPress de Biopharma, les propriétés mécaniques de votre cake lyophilisé peuvent MAINTENANT être mesurées rapidement et de manière reproductible in situ.
Le MicroPress est un instrument innovant développé par Biopharma pour quantifier in situ les défauts microscopiques dans les matériaux de faible densité, notamment les produits lyophilisés.
Par exemple, le mannitol, souvent utilisé comme agent de charge, a une température critique élevée, masquant l'affaissement des produits à température critique inférieure. Le glucose, avec une température critique de -41°C, s'effondre lorsqu'il est combiné avec du mannitol au-dessus de cette température. Alors que le mannitol maintient un bon aspect lyophilisé il peut cacher les défauts structurels potentiels du glucose.
Le degré de micro-effondrement et l'effet sur la structure du gâteau peuvent être déterminés en modifiant la concentration de glucose tout en maintenant celle du mannitol. Les cycles de lyophilisation peuvent parfois ne pas permettre au glucose de se lyophiliser correctement, entraînant un effondrement, tandis que le mannitol maintient la structure. Ce micro-effondrement, bien que souvent imperceptible, affecte la remise en suspension, la stabilité et l'activité de la substance médicamenteuse :
Pour en savoir plus sur notre MicroPress, lisez nos deux notes d’application :
Comment Le Micro collapse affecte la solidité du lyophilisat ? Cliquez ici
Quelle est la résistance de vos lyophilisats ? Cliquez ici
LyobeadPRO - Générateur de Lyobead de précision de paillasse
Le LyobeadPRO est un appareil de paillasse conçu pour produire des lyobeads de haute qualité dans un environnement contrôlé sous les paramètres d'un laboratoire traditionnel. Du fait de sa polyvalence le LyobeadPRO constitue l'appareil idéal à la fois pour la R&D et pour une utilisation haut de gamme en production. La production de perles de haute qualité est assurée grâce à un contrôle précis du dosage, garantissant que chaque perle contient la même quantité de matériau et est constante en taille et en forme.
Avec des buses à gouttelettes simples ou doubles et le processus « Drawback » intégré, les billes avec formulations visqueuses ou non visqueuses peuvent être produites efficacement dans un récipient tamisé contenu dans l'azote liquide. Le bac de collecte des billes tamisées est facilement récupéré du Dewar et permet de distribuer les billes congelées dans des flacons ou des plateaux de lyophilisation en toute sécurité. Les buses de distribution verrouillées et la tête rotative segmentée situées à l'intérieur du Dewar garantissent une congélation instantanée à la bonne hauteur sans risque d'amalgamation (agglomération) des billes dans le LN2. Des lots allant jusqu'à 12 000 billes/heure peuvent être produits avec une sortie à double buse.
Principales fonctionnalités offertes aux utilisateurs par LyobeadPRO :
Générez 100 à 10 000 perles/jour pour la R&D et la production avec un volume et une forme précis.
De 5ul à 50ul
Précision du volume 0,10%
Facilité d'utilisation et simplicité de conception inégalées
Fonctionnement à une ou deux buses et buses de distribution faciles à installer.
Appareil de paillasse pouvant être utilisé à l'intérieur ou à l'extérieur d'un environnement contrôlé par l'azote
La rotation du Dewar LN2 segmenté est contrôlée pour éviter le regroupement des gouttelettes lors d’une congélation instantanée dans l’azote liquide.
Tests de formulation de produits faciles
Collecte sûre des billes congelées dans un récipient tamisé.
Un nombre de numéros de perles est affiché sur le contrôleur facile à lire.
Une installation d'amorçage intégrée permet un échange facile d'un produit à l'autre.
Le LyobeadPRO est aussi disponible à la location, pour en savoir plus contactez-nous ci-dessous
Calorimétrie à balayage différentiel (DSC)
Calorimétrie à balayage différentiel (DSC)
La calorimétrie a balayage différentiel sert à montrer les événements exothermiques et endothermiques. Lors de l'analyse DSC, la température de l'échantillon est augmentée à un débit constant par apport de chaleur. Le flux de chaleur nécessaire pour maintenir ce taux constant est ensuite enregistré en fonction de la température pour générer le tracé DSC montrant les événements exothermiques et endothermiques.
Certains des événements les plus critiques dans l’analyse de la lyophilisation pharmaceutique, sont les transitions du verre, à la fois à l’état sec (Tg) et à l’état congelé (Tg ’). Celles-ci s'appliquent aux composants d'échantillons amorphes et sont des modifications thermodynamiquement réversibles qui entraînent un changement de la capacité thermique spécifique de l'échantillon. Celles-ci indiquent une réorientation entre les régimes amorphes et cristallins et ont souvent une grande influence sur un certain nombre de caractéristiques de la structure de l'échantillon. Les transitions de verre sont également visibles en tant que modification du dégradé de la trace DSC.
DSC Stage - Modular Add-On
Le module modulaire DSC offre une nouvelle alternative compacte pour effectuer des analyses thermiques sur des échantillons à l’état liquide ou sec.
Le DSC Stage partage le même module de commande et les mêmes périphériques avec notre microscope Lyostat5, élargissant ainsi les capacités de Lyostat5. De plus, le système à double casserole permet une comparaison avec un échantillon de référence et maximise le signal thermique des événements liés au soluté sur le « bruit » résultant du solvant et de la casserole.
Analyse optique
L'un des avantages les plus importants de la phase DSC est que, contrairement aux autres systèmes DSC, il est possible de l'installer sur une station d'imagerie pour l'analyse de dégradation visuelle et l'analyse thermique par caractérisation de surface au travers d'une fenêtre saphir. L'observation visuelle des modifications physiques rapportées quantitativement par la trace DSC peut être très utile, notamment pour le dépannage.
Spécifications techniques
- Contrôle précis dans la plage -180 ° C à + 450 ° C
- Purge atmosphérique (azote ou autre) par les entrées de gaz
- Taux de chauffage et de refroidissement réglable de 0,1 ° C min-1 à 30 ° C min-1
- Précision du flux thermique 0,01 mW
- Imagerie optique avec caméra FLIR :
- Résolution 1920 × 1200
- 3 mégapixels
- 30 images par secondeCalorimétrie à balayage différentiel