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制剂不可不说的小事-DOE实验设计

作为制剂人员,肯定会面临大量的筛选实验,传统的单因素筛选,可能在实验初期可能会很有效,但随着实验深入,就出现弊端了。需要做的实验量太大了。合理的实验设计(DOE)就显得很重要。制剂人员要理解和运用DO
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作为制剂人员,肯定会面临大量的筛选实验,传统的单因素筛选,可能在实验初期可能会很有效,但随着实验深入,就出现弊端了。需要做的实验量太大了。合理的实验设计(DOE)就显得很重要。制剂人员要理解和运用DOE,可能就会事半功倍。随着QbD理念的引入,设计空间的概念也逐渐深入行业,在这里浅谈一下实验设计,为同行们抛砖引玉。
传统的试错法可能会造成数据狭隘,不能全面彻底反应处方的设计空间。比如在压片考察转速时,分别设定1万/小时、3万/小时、5万/小时,实验结果能都满足结果,从数据推断压片转速在1~5万/小时范围,设备能保证产品正常生产。这里存在一个问题,就是0.5万/小时、6万/小时是否也会适用呢,数据无法反映出来,2万/小时就一定合适呢?在实验设计,这种情况就迎刃而解了。会筛选一个空间,很能范围会更宽更全面。因为传统的试错法都是单因素考察,但现实实验都是多因素交叉的,DOE的优势会更明显。
实验设计的方法大致可以分2类:
其一:关键因子筛选优化设计
1、筛选因子:从大量的潜在因子中找到关键因子,重点考量因子的主效应,交互作用。如:全因子析因设计、部分因子析因设计、Plackett-Burman设计、单因素设计。
2、优化:针对关键因子进一步分析,探索优化方案,如:响应曲面设计、空间填充设计。
其二:非线性设计
实验设计可以应用于原辅料相容性研究、处方开发、工艺开发(优化)、稳健性设计、稳定性研究、包装筛选、制剂检测方法学、溶出区分力方法等。实验设计(DOE)应用就存在一个问题,就是处方批量的问题,是在什么阶段来完成。一般工艺验证会做3个批次,这时候做DOE设计明显不合适,主要是批量较大,同时能耗较大,增加研发成本。比较理想是在小试阶段进行,在有条件的实验进行。必须控制批量,至少是一定规模,个人建议1万个制剂单位起比较合适。同时需要在同生产原理一致的设备上进行,这样将来转移就有参考性。
试验设计 (DesignOfExperiment, 简称 DOE) ,是研究和处理多因子与响应变量关系的一种方法。它通过合理地挑选试验条件,安排试验,并通过对试验数据的分析,从而建立响应与因子之间的函数关系,或者找出总体最优的改进方案。最基本的试验设计方法是全因子试验法,需要的试验次数最多,其它试验设计方法均以“减少试验次数”为目的,例如部分因子试验、正交试验、均匀试验等。
DOE应用离不开统计软件,现在应用比较广的软件有Minitab、Design Expert、JMP等软件。个人用过破解版的JMP软件,对于简单的数据还可以,没有更深入的研究,只是满足现阶段的研究,今后需要更深入的研究一下。JMP是专为科学家和工程师打造的一款预测分析软件,包括预测建模和交叉验证技术,从而将统计发现工作提升至全新的水平,还可通过新的度量和可视化,模型快捷方式和交互式模型比较,增强结构方程建模。
DOE设计是制剂处方开发,以及后续优化的手段,而不是目标。有些公司做一致性评价工作时,策略是先预BE,如果一致再做处方优化,我个人感觉有些本末倒置。实验设计的目的是提供更多的可能,把所有可能成为目标的处方都优化出来,从而优选更优的处方。如果设计合理,一定会做出质量更优的制剂。制剂人员应该有的自信。
做好制剂,应用好科学的技术和手段,可以更好的把药做好、做强。
发布于 2021-09-28 11:14:22 © 著作权归作者所有
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