Tablettien soveltuvuus annosjakeluun

Koneellinen annosjakelu on kasvava lääkehuollon osa-alue, jossa lääkkeet pakataan koneellisesti pieniin annoskertakohtaisiin pusseihin kahden viikon erissä. Aikaisemmin lääkevalmisteiden soveltuvuutta koneelliseen annosjakeluun ei ole systemaattisesti tutkittu. Tutkimus tehtiin yhteistyössä Espoonlahden apteekin annosjakeluyksikön kanssa ja sen tavoitteena oli määrittää annosjakeluprosessin kannalta optimaaliset ominaisuudet annosjaeltavalle tabletille rikkoutumisten ja siirtymien vähentämiseksi. Rikkoutuminen on lääkevalmisteen murentumista, puolittumista tai muuta rikkoutumista annosjakelun aikana. Siirtymä on lääkevalmisteen jakelu väärään annospussiin. Prosentuaalisesti rikkoutumisia ja siirtymiä on jakelumäärästä hyvin vähän, mutta määrällisesti paljon ja koko ajan enemmän koneellisen annosjakelun yleistyessä. Rikkoutumiset ja siirtymät aiheuttavat paljon lisätyötä pussien korjaamisen takia, joten niiden määrää on pyrittävä vähentämään. Lisäksi tavoitteena oli selvittää lääkkeiden valmistajilta kysyttävissä olevat asiat lääkevalmisteiden ominaisuuksista ja säilyvyydestä, jotta voitaisiin päätellä valmisteen soveltuvuus koneelliseen annosjakeluun kirjallisen tiedon perusteella. Tutkimuksen tulosten perusteella rikkoutumisten ja siirtymien vähentämiseksi optimaalinen tablettivalmiste annosjakeluun on pienehkö tai keskisuuri, päällystetty, luja ja jakouurteeton ja optimaalinen ilman suhteellinen kosteustaso annosjakeluyksikön tuotantotiloissa olisi noin 30 – 40 %. Lääkkeiden valmistajilta kysyttäviä seikkoja ovat koon, päällysteen, murtolujuuden ja jakouurteen lisäksi valmisteen säilyvyys alkuperäispakkauksen ulkopuolella sekä valmisteen valo-, lämpö- ja kosteusherkkyys. Rikkoutumisten ja siirtymien lisäksi tutkittiin myös kosteusherkän asetyylisalisyylihappovalmisteen (Disperin 100 mg) säilyvyyttä 25 °C ja 60 % RH olosuhteissa, koska tuotantotilojen ilman kosteustasoa ei ole säädelty. Säilyvyystutkimuksen kesto oli neljä viikkoa. Se on riittävä, koska se on enimmäisaika, jonka tabletit ovat annosjakeluprosessin yhteydessä pois alkuperäispakkauksestaan ennen käyttöä. Tabletteja säilytettiin avoimessa alkuperäispakkauksessa (purkki), suljetussa alkuperäispakkauksessa, annosjakelukoneen kasetissa ja kahdessa erilaisessa annospussissa (uusi ja käytössä oleva materiaali). Tulosten mukaan annosjakelukoneen kasetti suojaa kosteudelta yhtä huonosti kuin avoin purkki. Uusi pussimateriaali sen sijaan suojaa kosteudelta paremmin kuin tällä hetkellä käytössä oleva materiaali. Raman -spektroskopiamittausten perusteella asetyylisalisyylihappotableteissa ei ehdi neljän viikon seurannan aikana tapahtua asetyylisalisyylihapon hajoamista salisyylihapoksi. Kosteus heikentää tablettien murtolujuutta, mikä saattaa aiheuttaa enemmän rikkoutumisia. Kosteustaso olisi hyvä olla säädettävissä vakioksi tuotantotiloissa tai purkaa tabletit kasetteihin mahdollisimman lähellä jakelua rikkoutumisten ehkäisemiseksi, etenkin ilman kosteustason ollessa korkea. Lisäksi tutkittiin lääkevalmisteen lämpöherkkyyttä koska annosjakelukoneen saumauslaite altistaa annospussit noin 75 °C lämmölle, jos annosjakelukone pysäytetään kesken työn. Tutkimus tehtiin XRPD:llä, jolla voidaan säätää näytteen lämpötilaa. Lämpöherkkyystutkimusten perusteella 75 °C lämpö ei ehdi tunnin aikana aiheuttaa muutoksia karbamatsepiinitabletissa (Neurotol 200 mg). Tuloksista selvisi, että tutkitun valmisteen sisältämä karbamatsepiini ei kuitenkaan ole lämpöherkin muoto, joten muita lämpöherkkiä lääkevalmisteita tulisi tutkia lisätiedon saamiseksi lämmön vaikutuksista.

Role of heat treatment in the processing and quality of oat flakes

This thesis reports on investigations into the influence of heat treatment on the manufacturing of oat flakes. Sources of variation in the oat flake quality are reviewed, including the whole chain from the farm to the consumer. The most important quality parameters of oat flakes are the absence of lipid hydrolysing enzymes, specific weight, thickness, breakage (fines), water absorption. Flavour, colour and pasting properties are also important, but were not included in the experimental part of this study. Of particular interest was the role of heat processing. The first possible heat treatment may occur already during grain drying, which in Finland generally happens at the farm. At the mill, oats are often kilned to stabilise the product by inactivating lipid hydrolysing enzymes. Almost invariably steaming is used during flaking, to soften the groats and reduce flake breakage. This thesis presents the use of a material science approach to investigating a complex system, typical of food processes. A combination of fundamental and empirical rheological measurements was used together with a laboratory scale process to simulate industrial processing. The results were verified by means of industrial trials. Industrially produced flakes at three thickness levels (nominally 0.75, 0.85 and 0.90 mm) were produced from kilned and unkilned oat groats, and the flake strength was measured at different moisture contents. Kilning was not found to significantly affect the force required to puncture a flake with a 2mm cylindrical probe, which was taken as a measure of flake strength. To further investigate how heat processing contributes to flake quality, dynamic mechanical analysis was used to characterise the effect of heat on the mechanical properties of oats. A marked stiffening of the groat, of up to about 50% increase in storage modulus, was observed during first heating at around 36 to 57°C. This was also observed in tablets prepared from ground groats and extracted oat starch. This stiffening was thus attributed to increased adhesion between starch granules. Groats were steamed in a laboratory steamer and were tempered in an oven at 80 110°C for 30 90 min. The maximum force required to compress the steamed groats to 50% strain increased from 50.7 N to 57.5 N as the tempering temperature was increased from 80 to 110°C. Tempering conditions also affected water absorption. A significantly higher moisture content was observed for kilned (18.9%) compared to unkilned (17.1%) groats, but otherwise had no effect on groat height, maximum force or final force after a 5 s relaxation time. Flakes were produced from the tempered groats using a laboratory flaking machine, using a roll gap of 0.4 mm. Apart from specific weight, flake properties were not influenced by kilning. Tempering conditions however had significant effects on the specific weight, thickness and water absorption of the flakes, as well as on the amount of fine material (<2 mm) produced during flaking. Flake strength correlated significantly with groat strength and flake thickness. Trial flaking at a commercial mill confirmed that groat temperature after tempering influenced water absorption. Variation in flake strength was observed , but at the groat temperatures required to inactivate lipase, it was rather small. Cold flaking of groats resulted in soft, floury flakes. The results presented in this thesis suggest that heating increased the adhesion between starch granules. This resulted in an increase in the stiffness and brittleness of the groat. Brittle fracture, rather than plastic flow, during flaking could result in flaws and cracks in the flake. These would be expected to increase water absorption. This was indeed observed as tempering temperature increased. Industrial trials, conducted with different groat temperatures, confirmed the main findings of the laboratory experiments. The approach used in the present study allowed the systematic study of the effect of interacting process parameters on product quality. There have been few scientific studies of oat processing, and these results can be used to understand the complex effects of process variables on flake quality. They also offer an insight into what happens as the oat groat is deformed into a flake.