Diseño basado en PAT de cristalizaciones continuas - METTLER TOLEDO
Curso on-line archivado

Diseño basado en PAT de cristalizaciones continuas

Curso on-line archivado

Cristalización MSMPR y de flujo pistón

Steven Ferguson, 1. Solid State Pharmaceutical Cluster, School of Chemical and Bioprocess Engineering, University College Dublin. 2. Novartis-MIT Center for Continuous Manufacturing & Department of Chemical Engineering Massachusetts Institute of Technology. Now at Biogen, Idec, Cambridge, MA
25 minutos
English

Se analizará una metodología de diseño apta para la tecnología analítica de procesos (PAT, por sus siglas en inglés) que permite una rápida evaluación de varias cristalizaciones MSMPR y de flujo pistón continuas, además de sus procesos homólogos por lotes.

Se desarrolló una plataforma de cristalización de flujo pistón que permitía aplicar tecnologías analíticas de procesos (FBRM, PVM y FTIR) in situ mediante el uso de novedosas células de flujo. Esta plataforma de cristalización se usó para desarrollar la cristalización con antidisolvente de ácido benzoico a partir de soluciones acuosas de etanol.2, 3 La cristalización MSMPR basada en depósito equivalente también se caracterizó usando tecnología PAT en un depósito agitado continuo mediante una técnica de transferencia neumática de mezclas abrasivas.1,4,5  Estas cristalizaciones continuas se compararon con las cristalizaciones por lotes equivalentes, de modo que se pudiera obtener una medida real del rendimiento de las cristalizaciones continuas.1 Tal como se esperaba, las cristalizaciones continuas permitieron una enorme intensificación de la producción con la misma cantidad (aproximadamente) de material generado mediante cristalizaciones de flujo pistón de aproximadamente 40 ml, MSMPR de 9 l y 42 cristalizaciones por lotes de 10 000 l al año. Además, los entornos de mezclado y dinámica de procesos alternativos que ofrecían la cristalización MSMPR y la de flujo pistón permitieron producir una variedad más amplia de tamaños y morfologías de partículas de la que habría sido posible si solo se hubieran considerado las opciones de cristalización por lotes.1,3

El uso de la tecnología PAT in situ permite reducir considerablemente el tiempo de desarrollo del proceso y, además, se puede aplicar a la monitorización y el control de cristalizaciones industriales continuas. Se espera que estos métodos puedan facilitar la inclusión de configuraciones de cristalizadores continuos en los procedimientos de comercialización de productos farmacéuticos estándares.

Ponente invitado: Steven Ferguson

Steven trabaja actualmente en el grupo de I+D de procesos químicos de Biogen Idec en Cambridge, Massachusetts, donde se dedica al desarrollo, el escalado y la optimización de procesos de ingredientes farmacéuticos activos con moléculas de pequeño tamaño, desde objetivos preclínicos hasta procesos comerciales, con un enfoque centrado en la cristalización. Anteriormente, Steven estuvo dos años en el Centro Novartis-MIT de Fabricación Continua como investigador postdoctoral asociado en los grupos de investigación de Myerson/Trout del MIT. Allí llevó a cabo varios proyectos centrados en la separación y la cristalización continua, el polimorfismo y la purificación de membranas.

La investigación del doctor trataba el desarrollo de la tecnología de cristalización continua para aplicaciones farmacéuticas. La realizó en el grupo de investigación Glennon (SSPC) en el University College Dublin (UCD) y se centraba en el diseño de cristalizadores tubulares de alta intensidad y cristalizadores de depósitos agitados continuos, así como en el desarrollo de técnicas de caracterización y optimización rápidas mediante novedosas aplicaciones de PAT.

Colaborador: Brian Glennon, Solid State Pharmaceutical Cluster, Facultad de Ingeniería Química y de Bioprocesos del University College Dublin.

Referencias de la presentación

1.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2013). Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid (Caracterización de cristalización de ácido benzoico mediante cristalizadores MSMPR, de flujo pistón y por lotes con antidisolvente). Chemical Engineering Science. 104, 44-54.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2012). In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers (Caracterización y monitorización in situ de cristalizadores de flujo pistón). Chemical Engineering Science. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2014). Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation (Autosiembra automatizada de cristalizaciones en lotes mediante generación de semillas con flujo pistón). Chemical Engineering Research and Design. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689.

4.     Morris, G.; Hou, G.; Barrett, M.; Ferguson, S. y Glennon, B. Development and  Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology , PAT (Desarrollo y caracterización de un proceso de cristalización por enfriamiento continuo multifase mediante tecnología analítica de procesos [PAT] en línea). Crystal Growth and Design (2014), enviado.

5.     Hou, G., Power, G., Barrett, M., Glennon, B., Morris, G. y Zhao, Y. ( 2014). Development and Characterization of a Single Stage Mixed- Suspension, Mixed-Product-Removal Crystallization Process with a Novel Transfer Unit (Desarrollo y caracterización de un proceso de cristalización de suspensión mezclada con remoción del producto mezclado de una sola fase con una novedosa unidad de transferencia). Crystal Growth and Design. 14 (2), 617- 627.3.

Publicaciones

1.     Hao, H., Barrett, M., Hu, Y., Su., W., Ferguson, S., Wood, B. y Glennon, B. (2012). The use of In-situ tools to monitor the enantiotropic transformation of p-aminobenzoic acid polymorphs (Uso de herramientas in situ para monitorizar la transformación enantiotrópica de polimorfos de ácido 4-aminobenzoico). Organic Process Research and. Development. 16 (1),  35-41.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2012). In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers (Caracterización y monitorización in situ de cristalizadores de flujo pistón). Chemical Engineering Science. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2013). Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid (Caracterización de cristalización de ácido benzoico mediante cristalizadores MSMPR, de flujo pistón y por lotes con antidisolvente). Chemical Engineering Science. 104, 44-54.

4.     Ferguson, S., Ortner, O., Quon, J., Peeva, L., Livingston, Trout, B.L. y Myerson, A.S. (2014). Use of continuous MSMPR crystallization with integrated nanofiltration membrane recycle for enhanced yield and purity in API crystallization (Uso de cristalización MSMPR continua con reciclado de membrana de nanofiltración para una pureza y un rendimiento mejorados en la cristalización de API). Chemical Engineering Science. 14 (2), 617- 627.

5.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2014). Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation (Autosiembra automatizada de cristalizaciones en lotes mediante generación de semillas con flujo pistón). Chemical Engineering Research and Development. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689.

6.     Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology , PAT (Caracterización de un proceso de cristalización por enfriamiento continuo multifase mediante tecnología analítica de procesos [PAT] en línea). Crystal Growth and Design (2014), enviado.

Este webinar describe una investigación sobre la caracterización, diseño y operación de la cristalización continua. Los procesos de cristalización robustos están diseñados para múltiples configuraciones continuas y por lotes.

Se desarrolló una plataforma de cristalización continua que permitió la aplicación in situ de Process Analytical Technologies (PAT) mediante el uso de nuevas celdas de flujo. Esta plataforma de cristalización se utilizó para desarrollar la cristalización anti-solvente del ácido benzoico a partir de una solución acuosa de etanol. 2,3 La cristalización equivalente basada en el tanque Mixed-Suspension, Mixed-Product-Removal (MSMPR) también se caracterizó utilizando PAT en un tanque de mezcla continua utilizando una técnica de transferencia neumática de lodo. 1,4,5 Estas cristalizaciones continuas se compararon con las cristalizaciones por lotes equivalentes para que se pudiera hacer una verdadera medida del rendimiento de las cristalizaciones continuas. 1 Como era de esperar, las cristalizaciones continuas ofrecieron una producción enormemente intensificada con aproximadamente la misma cantidad de material generado por un flujo de tapón de ~40 ml, 9 L MSMPR y 42.000 L de cristalizaciones por lote al año. Además, la dinámica de proceso alternativa y los entornos de mezcla ofrecidos por el flujo del tapón y la MSMPR permitieron producir una gama más amplia de tamaños de partículas y morfologías que la disponible si sólo se consideraran las opciones de cristalización por lotes. 1,3

El uso de PAT in situ permite reducciones significativas en el tiempo de desarrollo del proceso y también puede aplicarse a la monitorización y control de cristalizaciones industriales continuas. Se espera que tales métodos puedan facilitar la inclusión de configuraciones de cristalizador continuo en los procedimientos estándar de comercialización farmacéutica.

Presentador invitado - Steven Ferguson

Steven trabaja actualmente en el grupo de I+D de Procesos Químicos de Biogen Idec en Cambridge, MA, donde se centra en el desarrollo, ampliación y optimización de procesos API de moléculas pequeñas, desde objetivos preclínicos hasta procesos comerciales con un enfoque en cristalización. Antes de esto, Steven pasó un par de años en el Centro Novartis-MIT para la Fabricación Continua como Asociado Postdoctoral en los Grupos de Investigación Myerson/Trout del MIT. Mientras estuvo allí, completó múltiples proyectos con un enfoque en cristalización y aislamiento continuo, polimorfismo y purificación de membranas.

La investigación doctoral de Steven se centró en el desarrollo de la tecnología de cristalización continua para aplicaciones farmacéuticas. Esto fue en el Glennon Research Group (SSPC) del University College Dublin (UCD) y se centró en el diseño de cristalizadores tubulares de alta intensidad y cristalizadores de tanque con agitación continua, así como en el desarrollo de técnicas rápidas de caracterización y optimización a través de nuevas aplicaciones PAT.

Colaborador: Brian Glennon, Solid State Pharmaceutical Cluster, School of Chemical and Bioprocess Engineering, University College Dublin.

Referencias de la presentación

1.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2013). Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid (Caracterización de cristalización de ácido benzoico mediante cristalizadores MSMPR, de flujo pistón y por lotes con antidisolvente). Chemical Engineering Science. 104, 44-54.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2012). In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers (Caracterización y monitorización in situ de cristalizadores de flujo pistón). Chemical Engineering Science. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2014). Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation (Autosiembra automatizada de cristalizaciones en lotes mediante generación de semillas con flujo pistón). Chemical Engineering Research and Design. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689.

4.     Morris, G.; Hou, G.; Barrett, M.; Ferguson, S. y Glennon, B. Development and  Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology , PAT (Desarrollo y caracterización de un proceso de cristalización por enfriamiento continuo multifase mediante tecnología analítica de procesos [PAT] en línea). Crystal Growth and Design (2014), enviado.

5.     Hou, G., Power, G., Barrett, M., Glennon, B., Morris, G. y Zhao, Y. ( 2014). Development and Characterization of a Single Stage Mixed- Suspension, Mixed-Product-Removal Crystallization Process with a Novel Transfer Unit (Desarrollo y caracterización de un proceso de cristalización de suspensión mezclada con remoción del producto mezclado de una sola fase con una novedosa unidad de transferencia). Crystal Growth and Design. 14 (2), 617- 627.3.

Publicaciones

1.     Hao, H., Barrett, M., Hu, Y., Su., W., Ferguson, S., Wood, B. y Glennon, B. (2012). The use of In-situ tools to monitor the enantiotropic transformation of p-aminobenzoic acid polymorphs (Uso de herramientas in situ para monitorizar la transformación enantiotrópica de polimorfos de ácido 4-aminobenzoico). Organic Process Research and. Development. 16 (1),  35-41.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2012). In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers (Caracterización y monitorización in situ de cristalizadores de flujo pistón). Chemical Engineering Science. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2013). Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid (Caracterización de cristalización de ácido benzoico mediante cristalizadores MSMPR, de flujo pistón y por lotes con antidisolvente). Chemical Engineering Science. 104, 44-54.

4.     Ferguson, S., Ortner, O., Quon, J., Peeva, L., Livingston, Trout, B.L. y Myerson, A.S. (2014). Use of continuous MSMPR crystallization with integrated nanofiltration membrane recycle for enhanced yield and purity in API crystallization (Uso de cristalización MSMPR continua con reciclado de membrana de nanofiltración para una pureza y un rendimiento mejorados en la cristalización de API). Chemical Engineering Science. 14 (2), 617- 627.

5.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M. y Glennon, B. (2014). Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation (Autosiembra automatizada de cristalizaciones en lotes mediante generación de semillas con flujo pistón). Chemical Engineering Research and Development. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689.

6.     Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology , PAT (Caracterización de un proceso de cristalización por enfriamiento continuo multifase mediante tecnología analítica de procesos [PAT] en línea). Crystal Growth and Design (2014), enviado.

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