Akturk, I., Mackey, J. S., Sundarkumar, V., Murbach, G., Joglekar, G., Csathy, A. T., Wehrle, F. J., Thompson, D. H., & Nagy, Z. K. (2026). Toward agile, distributed pharmaceutical manufacturing: continuous End-To-End integration of reaction, purification, and formulation for Lomustine via the MiniPharm platform. Organic Process Research & Development, 30(3), 595–618. https://doi.org/10.1021/acs.oprd.5c00314
Este trabalho concentra-se no desenvolvimento da plataforma MiniPharm para produzir o medicamento oncológico lomustina por meio de fabricação contínua integrada. Os pesquisadores uniram as operações da substância farmacêutica e do produto farmacêutico ao integrar duas etapas de reação telescopadas, uma destilação contínua de troca de solvente, cristalização MSMPR em duas etapas e impressão de cápsulas sob demanda. O desenvolvimento de cada uma dessas operações exigiu investigação aprofundada da cinética da reação, modelagem de solubilidade, monitoramento PAT e simulações de processo. Por meio de esforços de intensificação de processo que incluíram modificações nos reatores, na destilação e nas unidades de cristalização, bem como a integração de controle automatizado e PAT em linha para eficiência operacional, os pesquisadores relatam ter alcançado um rendimento global do processo para lomustina de 69%.
Em estudos iniciais em batelada, o in situ FTIR foi usado para identificar picos característicos de matérias-primas, intermediários e produto, incluindo ciclohexamina, isocianato de 2-cloroetila, o intermediário 1-(2-cloroetila)-3-ciclohexilureia, nitrito de tert-butila e lomustina. Esses espectros foram usados para apoiar a modelagem cinética, a seleção do tempo de residência e a verificação da conversão nos reatores de fluxo telescopados. Durante os experimentos com as unidades operacionais integradas, a sonda MIR foi instalada no cristalizador MSMPR para monitorar a concentração do soluto, a supersaturação e o comportamento em estado estacionário. Um sistema de imagem microscópica in situ forneceu imagens em tempo real da nucleação, do crescimento dos cristais, de alterações na turbidez e de possível separação oleosa. A estratégia dupla de PAT, na qual o MIR mediu as espécies dissolvidas, enquanto a imagem visual monitorou a formação de cristais, foi fundamental para uma cristalização contínua eficaz e para o fluxo de trabalho totalmente integrado de ponta a ponta bem-sucedido.
“Para possibilitar o monitoramento em tempo real dos processos de reação e cristalização, foram empregados dois instrumentos PAT: Mettler Toledo ReactIR 702L Reflectância Total Atenuada - Espectroscopia no Infravermelho por Transformada de Fourier (ATR-FTIR) e a sonda de imagem em linha Easy-Viewer 100. Para os experimentos de reação em batelada, o ATR-FTIR foi usado para coletar espectros de espécies químicas em diferentes concentrações e identificar os principais picos dos reagentes e produtos. Para a síntese em fluxo, a sonda FTIR foi imersa em um balão de fundo redondo colocado após o segundo reator. Os ensaios repetidos de síntese em fluxo confirmaram altas e consistentes taxas de conversão. Para as corridas integradas contínuas de ponta a ponta, a sonda FTIR foi reaproveitada para o monitoramento da cristalização, sendo colocada diretamente no cristalizador MSMPR. O EasyViewer 100 foi usado em conjunto para monitorar visualmente a formação de cristais, a turbidez e o crescimento dentro do MSMPR”.