Caractérisation de l’orientation de fibres avec la tomographie rayons-X
Les images issues de la microtomographie aux rayons X…
Une étude récente menée par Xploraytion, Novitom, Merck et leurs partenaires démontre comment la microtomographie à rayons X synchrotron (SR-µCT) transforme l’analyse des comprimés pharmaceutiques. Publiée dans l’International Journal of Pharmaceutics, cette étude montre comment que les structures internes des comprimés peuvent être visualisées en 3D et en temps réel.
La résolution, la vitesse et la sensibilité des rayons X synchrotron permet de capturer en quelques secondes l’uniformité de l’enrobage, la porosité et la dynamique de désintégration.
Un cellule de dissolution (devloppée par Xplraytion) permet de réaliser des études de désintégration de comprimés réalistes, dans des conditions de flux continu ou statique, ouvrant la voie à un contrôle qualité plus fin et non destructif, ainsi qu’à une meilleure compréhension des mécanismes de libération des médicaments.
Article original: Static and in-situ synchrotron X-ray microtomography analysis of pharmaceutical tablets – ScienceDirect
Les formes pharmaceutiques solides, telles que les comprimés, sont conçues pour libérer les médicaments à des vitesses spécifiques et à des endroits précis dans l’organisme. Leur performance dépend essentiellement de leur intégrité structurelle, depuis l’uniformité et la porosité de leur enrobage jusqu’à la distribution spatiale des ingrédients pharmaceutiques actifs (IPA). Les techniques traditionnelles de contrôle qualité sont souvent destructrives ou ne disposent pas d’une résolution spatiale et d’une sensibilité suffisantes pour caractériser ces propriétés de manière non invasive. La microtomographie par rayons X (µCT) est devenue un outil d’imagerie 3D précieux.
Cette étude démontre comment la microtomographie par rayonnement synchrotron (SR-µCT) surmonte ces limites en exploitant les propriétés exceptionnelles des rayons X synchrotron – luminosité, cohérence élevée et énergie réglable – pour obtenir une résolution spatiale et temporelle remarquable. Ce travail présente à la fois l’imagerie statique et l’imagerie dynamique (ou in situ) de comprimés pharmaceutiques, offrant de nouvelles perspectives sur l’intégrité de l’enrobage, la porosité interne et la dynamique de désintégration dans des conditions réalistes.
Un comprimé commercial de pantoprazole a servi de modèle pour illustrer le compromis entre le champ de vision (FOV) et la résolution. À l’aide de voxels de taille comprise entre 6,5 µm et 0,65 µm, la SR-µCT a permis de visualiser les variations d’épaisseur d’enrobage, les réseaux de pores et les fissures submicroniques qui restent invisibles avec la µCT conventionnelle. L’étude a montré que si les scans à basse résolution suffisent pour évaluer l’uniformité globale, l’imagerie à haute résolution est essentielle pour détecter les micro-défauts et quantifier l’épaisseur du revêtement.
La combinaison du contraste de phase et d’une sensibilité élevée a permis d’identifier de manière fiable les défauts de l’enrogae et les distributions de porosité, démontrant ainsi qu’il est désormais possible de réaliser une inspection 3D non destructive des enrobages des comprimés commerciaux avec une grande précision.
Une avancée technique majeure présentée dans ce travail est une chambre de dissolution. Il s’agit d’une enceinte à circulation de liquide conçue sur-mesure qui permet l’imagerie en microtomographie in situ des comprimés pendant leur dissolution dans des conditions réelles. La chambre fait circuler en continu le liquide provenant d’un réservoir de 100 ml, garantissant ainsi des conditions homogènes. Son système de pression à ressort minimise les artefacts de mouvement pendant la rotation, ce qui constitue une amélioration significative par rapport aux systèmes statiques ou à seringue classiques.
À l’aide de ce dispositif, les chercheurs ont réalisé une série d’images 3D par tomographie temps-réel, sur des comprimés placebo et commerciaux (par exemple Beloc Zok) avec des temps d’acquisition de 5 secondes par scan, capturant en temps réel la pénétration de l’eau, le gonflement et la formation de fissures. À une résolution plus élevée (taille de voxel de 3 µm), cette approche a révélé une fracture progressive des phases excipients et de l’enrobage à double couche sur les granules de principe actif, des caractéristiques structurelles impossibles à résoudre avec des instruments de laboratoire.
Grâce au flux photonique élevé du faisceau synchrotron, l’équipe a pu suivre en continu le comportement de dissolution au fil du temps, éliminant ainsi la nécessité de sacrifier plusieurs échantillons à différents moments. Cela représente une avancée majeure vers une véritable imagerie en quatre dimensions des mécanismes de libération des médicaments.
Par rapport aux sources de rayons X de laboratoire, le rayonnement synchrotron fournit des faisceaux de rayons X qui permettent d’assuer les catactéristiques suivantes pour l’étude des formes solides pharmaceutiques:
En tant que laboratoire indépendant, Novitom permet aux organisations d’accéder à la microtomographie et à la nanotomographie synchrotron :
Les images issues de la microtomographie aux rayons X…
Une étude récente menée par Xploraytion, Novitom, Merck et…
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