Cristallisations continues basées sur la PAT - METTLER TOLEDO
Web séminaire à la demande

Cristallisations continues basées sur la PAT

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écoulement piston et cristallisation MSMPR

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 minutes
English

Une méthodologie de conception basée sur la technologie d'analyse des procédés (PAT) qui permettrait une évaluation rapide des différents écoulements piston en continu et des cristallisations MSMPR, comparés aux traitements par lots, est en cours de discussion.

Une plate-forme de cristallisation d'écoulement piston a été développée pour permettre l'application in situ de technologies d'analyse de procédés (FBRM, PVM, FTIR) via l'utilisation de nouvelles cellules à circulation. Cette plate-forme de cristallisation a été utilisée pour développer la cristallisation antisolvant de l'acide benzoïque à partir d'une solution aqueuse d'éthanol. 2, 3 La cristallisation MSMPR équivalente a également été caractérisée en utilisant la PAT dans une cuve agitée en continu, à l'aide d'une technique de transfert pneumatique de bouillie.1,4,5  Ces cristallisations continues ont été comparées aux cristallisations équivalentes en lots, pour pouvoir véritablement mesurer leurs performances.1 Comme prévu, les cristallisations continues ont permis une énorme croissance de la production. La quantité de matière obtenue est équivalente avec environ 40 mL en écoulement piston, 9 L en MSMPR et 42,1 L en cristallisations par lots sur l'année. De plus, les dynamiques des procédés alternatifs et les environnements de mélange offerts par l'écoulement piston et la MSMPR permettent de produire de multiples morphologies et tailles de particules par rapport aux options de cristallisation par lot.1,3

Avec la PAT in situ, les délais de développement de procédés sont fortement réduits. Elle permet également de surveiller et contrôler les cristallisations industrielles continues. Nous espérons que ces méthodes pourront faciliter l'intégration des configurations de cristallisoir continu lors des procédures standard de commercialisation pharmaceutique.

Animateur invité – Steven Ferguson

Steven travaille actuellement dans le groupe R&D des procédés chimiques chez Biogen Idec à Cambridge (Massachusetts, É.-U.). Sa mission porte sur le développement, l'extrapolation et l'optimisation de procédés API de petites molécules, depuis les essais pré-cliniques jusqu'aux procédés commerciaux, en se basant sur la cristallisation. Avant d'occuper ce poste, Steven a passé deux ans au centre Novartis-MIT Centre for Continuous Manufacturing en tant qu'associé en postdoctorat dans les groupes de recherche Myerson/Trout du MIT. Il y a réalisé de nombreux projets portant sur la cristallisation continue et l'isolation, le polymorphisme et la purification de protéines membranaires.

Lors de son doctorat, les recherches de Steven portaient sur la technologie de cristallisation continue pour les applications pharmaceutiques. Il faisait alors partie du Glennon Research Group (SSPC) à l'University College de Dublin (UCD). Les études portaient sur la conception de cristallisoirs tubulaires de haute intensité et de cristallisoirs à cuve agitée en continu ainsi que sur le développement de techniques de caractérisation rapide et d'optimisation via de nouvelles applications PAT.

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

Bibliographie

1.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2013.Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid. Chem. Eng. Sci. 104, 44-54.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2012. In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers. Chem. Eng. Sci. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2014. Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation. Chem. Eng. Res & Des. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689

4.     Morris, G.; Hou, G.; Barrett, M.; Ferguson, S.; Glennon, B. Development and  Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology (PAT). Cryst. Growth Des. 2014, Submitted

5.     Hou, G., Power, G., Barrett, M., Glennon, B., Morris, G., Zhao, Y. 2014. Development and Characterization of a Single Stage Mixed- Suspension, Mixed-Product-Removal Crystallization Process with a Novel Transfer Unit. Cryst. Growth & Des. 14 (2), 617- 627.3.

Publications

1.     Hao, H., Barrett, M., Hu, Y., Su., W., Ferguson, S., Wood, B., Glennon, B., 2012.The use of In-situ tools to monitor the enantiotropic transformation of p-aminobenzoic acid polymorphs. Org. Process. Res. Dev, 16 (1),  35-41.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2012. In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers. Chem. Eng. Sci. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2013.Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid. Chem. Eng. Sci. 104, 44-54.

4.     Ferguson, S., Ortner, O., Quon, J., Peeva, L., Livingston, Trout, B.L., Myerson, A.S. 2014. Use of continuous MSMPR crystallization with integrated nanofiltration membrane recycle for enhanced yield and purity in API crystallization. Chem. Eng. Sci. 14 (2), 617- 627.

5.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2014. Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation. Chem. Eng. Res & Des. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689

6.     Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology (PAT). Cryst. Growth Des. 2014, Submitted

Ce webinaire décrit une étude sur la caractérisation, la conception et le fonctionnement de la cristallisation continue. Les processus de cristallisation robustes sont conçus pour de multiples configurations batch et en continu.

Une plate-forme de cristallisation en continu a été développée qui a permis l'application in situ de Process Analytical Technologies (PAT) par l'utilisation de nouvelles cellules d'écoulement. Cette plateforme de cristallisation a été utilisée pour développer la cristallisation anti-solvant de l'acide benzoïque à partir d'une solution aqueuse d'éthanol. 2,3 La cristallisation équivalente à base de réservoir à suspension mixte, extraction de produits mixtes (MSMPR) a également été caractérisée par l'utilisation de PAT dans un réservoir d'agitation en continu utilisant une technique de transfert pneumatique de suspension. 1,4,5 Ces cristallisations continues ont été comparées aux cristallisations de lots équivalentes de sorte qu'une véritable mesure de performance des cristallisations continues a pu être faite. 1 Comme on pouvait s' y attendre, les cristallisations continues ont offert une production considérablement intensifiée avec à peu près la même quantité de matière générée par un débit de bouchons d'environ 40 ml, un MSMPR de 9 L et des cristallisations en lots de 42 000 L par an. De plus, l'alternance dynamique des procédés et les environnements de mélange offerts par le flux de bouchons et le MSMPR ont permis de produire une gamme plus large de tailles de particules et de morphologies que celle qui serait disponible si l'on ne tenait compte que des options de cristallisation en lots1,3.

L'utilisation de PAT in situ permet de réduire considérablement le temps de développement du procédé et peut également être appliquée à la surveillance et au contrôle de cristallisations industrielles continues. On espère que de telles méthodes faciliteront l'inclusion des configurations de cristalliseurs continus dans les procédures standard de commercialisation des produits pharmaceutiques.

Présentateur invité - Steven Ferguson

Steven travaille actuellement au sein du groupe de recherche et développement sur les procédés chimiques de Biogen Idec à Cambridge (Massachusetts) où il se concentre sur le développement, la mise à l'échelle et l'optimisation des procédés API de petites molécules, depuis les cibles précliniques jusqu'aux procédés commerciaux, en mettant l'accent sur la cristallisation. Avant cela, Steven a passé quelques années au Novartis-MIT Centre for Continuous Manufacturing en tant qu'associé postdoctoral au sein des groupes de recherche Myerson/Trout au MIT. Pendant son séjour, il a réalisé de nombreux projets axés sur la cristallisation et l'isolement continus, le polymorphisme et la purification membranaire.

La recherche doctorale de Steven portait sur le développement de la technologie de cristallisation continue pour les applications pharmaceutiques. Il a fait partie du Glennon Research Group (SSPC) de l'University College Dublin (UCD) et s'est concentré sur la conception de cristalliseurs tubulaires à haute intensité et de cristalliseurs à cuve à agitation continue, ainsi que sur le développement de techniques de caractérisation et d'optimisation rapides par le biais de nouvelles applications PAT.

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

Références de présentation

1.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2013.Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid. Chem. Eng. Sci. 104, 44-54.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2012. In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers. Chem. Eng. Sci. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2014. Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation. Chem. Eng. Res & Des. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689

4.     Morris, G.; Hou, G.; Barrett, M.; Ferguson, S.; Glennon, B. Development and  Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology (PAT). Cryst. Growth Des. 2014, Submitted

5.     Hou, G., Power, G., Barrett, M., Glennon, B., Morris, G., Zhao, Y. 2014. Development and Characterization of a Single Stage Mixed- Suspension, Mixed-Product-Removal Crystallization Process with a Novel Transfer Unit. Cryst. Growth & Des. 14 (2), 617- 627.3.

Publications

1.     Hao, H., Barrett, M., Hu, Y., Su., W., Ferguson, S., Wood, B., Glennon, B., 2012.The use of In-situ tools to monitor the enantiotropic transformation of p-aminobenzoic acid polymorphs. Org. Process. Res. Dev, 16 (1),  35-41.

2.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2012. In-situ Monitoring and Characterization of Plug Flow Crystallizers. Chem. Eng. Sci. 77, 105-111.

3.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2013.Characterization of anti-solvent batch, plug flow and MSMPR crystallization of benzoic acid. Chem. Eng. Sci. 104, 44-54.

4.     Ferguson, S., Ortner, O., Quon, J., Peeva, L., Livingston, Trout, B.L., Myerson, A.S. 2014. Use of continuous MSMPR crystallization with integrated nanofiltration membrane recycle for enhanced yield and purity in API crystallization. Chem. Eng. Sci. 14 (2), 617- 627.

5.     Ferguson, S., Morris, G., Hao, H., Barrett, M., Glennon, B., 2014. Automated self-seeding of batch crystallizations via plug flow seed generation. Chem. Eng. Res & Des. http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0263876214000689

6.     Characterization of a Multistage Continuous Cooling Crystallization Process using In-line Process Analytical Technology (PAT). Cryst. Growth Des. 2014, Submitted

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