의약품 제조(3) 정제의 타정 공정

정제의 타정 공정은 분말 상태의 의약품에 압력을 가해 일정한 모양을 잡는 공정으로 정제의 주요 공정 중 하나입니다. 오늘은 타정 공정에서 고려해야 할 주요 공정 변수, 공정관리(IPC) 항목에 대해서 알아보고자 합니다. 

 

 

타정 공정이란?  

 

타정 공정은 혼합된 분말이나 과립을 타정기로 압축하여 정제를 만드는 과정으로 의약품의 물리적 특성을 최적화하고, 환자가 쉽게 복용할 수 있는 형태로 약물을 제공하기 위한 공정입니다.

 

분말 또는 과립 상태인 주성분 및 부형제의 혼합물(이하 혼합물이라 칭함)은 고체와 기체 두 개의 상으로 이루어져 있으며, 타정 공정은 이 고체와 기체를 기계로 압축하고 결합시키는 공정이라고 할 수 있습니다. 즉, 혼합물에 압력을 가하여 기체가 빠져나가면서 전체적으로 부피가 줄어들게 되고, 입자간의 상호작용으로 물질의 기계적 강도가 증가하면서 결합이 이루어지는 과정을 의미합니다. 

 

타정 공정의 주요 공정 변수 

타정 공정에서 고려해야 할 주요 공정 변수로는 안식각, 활택제의 선택, 분말 또는 과립물의 결합력(과립의 강도, 함습도 등), 타정기의 조건(속도, 압력, 충진깊이 등) 등이 있습니다. 과립과 관련된 내용은 아래의 포스팅을 참고해주시기 바랍니다. 

 

2024.08.30 - [의약품 연구 및 제조] - 의약품 제조(2) 내용고형제의 과립 공정

의약품 제조(2) 내용고형제의 과립 공정

 

 

안식각

고체 입자가 서로 끌어당길 때 입자사이에 발생하는 결합력은 마찰력, 표면장력, 정전기력, 응집력 등이 있습니다. 이 결합력은 입자의 유동성에 영향을 미치며, 이를 측정하는 방법 중 하나로 안식각을 사용할 수 있습니다. 

 

안식각은 일정한 분량의 분말을 일정한 높이에 위치한 깔대기 모양(타정기 호퍼와 비슷한)의 측정기에 흘려보낸 후 평면에 쌓인 분말의 각도를 측정하는데, 30도 이하일 때 유동성이 좋고, 50도 이상일 경우에는 유동성이 나쁘다고 판단하고 있습니다. 안식각에 영향을 미치는 주요 인자는 분말 또는 과립물의 입자 형태 및 크기, 활택제, 함습도 등이 있으며, 타정 공정의 효율성을 높이기 위해 혼합 및 과립 단계에서 이러한 주요 인자들이 고려되어야 합니다. 

 

활택제의 선택 

활택제는 정제의 제조 공정에서 혼합물이 타정기의 다이와 펀치에 달라붙지 않도록 돕는 중요한 역할을 합니다. 또한 활택제는 타정 과정에서 정제의 표면을 매끄럽게 하여 정제의 배출을 용이하게 하고, 정제 표면의 결함을 방지하는 역할을 합니다. 주로 사용되는 활택제의 종류는 아래와 같습니다. 

 

■ 스테아르산마그네슘: 가장 많이 사용되는 활택제이며, 적은 양으로도 효과를 발휘하여 매우 효율적입니다. 다만, 과량 사용 시 정제의 붕해 또는 용출 속도가 느려질 수 있으며, 친수성이 낮아 유동성에 영향을 줄 수 있습니다. 또한 강산이나 알칼리 또는 철염과의 혼합을 피해야 하며, 아스피린과 일부 비타민 및 알칼로이드염이 포함된 제품에 사용을 피해야 합니다. 1정 당 0.25~5% w/w 분량을 사용하도록 권장 범위로 안내하고 있으나, 일반적으로 2% w/w 이하로 사용되고 있습니다. 

 

■ 탤크: 분말 상태로 사용되며, 활택제뿐만 아니라 항점착제로도 사용됩니다. 저렴하고 다른 활택제와 혼합 사용이 용이하여 많이 사용되고 있습니다. 다만, 탤크가 자연 상태에서 석면과 함께 존재할 수 있다는 부분이 논란이 되었으며, 석면은 발암물질로서 흡입 시 폐암을 유발할 수 있어 안전성과 관련된 문제가 논란이 되었습니다. 2009년 해당 문제로 인하여 식품의약품안전처에서는 대한민국약전에 탤크 품질시험 시 석면에 대한 기준을 마련하였습니다. 탤크는 과량 사용 시 정제의 경도를 저하시키거나 붕해 시간을 늘릴 수 있으며, 1정 당 1.0~10.0% w/w 분량을 사용하도록 권장 범위로 안내하고 있으며, 일반적으로 1~5% w/w 범위 내에서 사용하고 있습니다. 

 

■ 콜로이드성이산화규소: 혼합물의 유동성을 개선하여 타정 과정에서 흐름을 원활하게 하며, 수분을 잘 흡수하여 습기에 민감한 성분을 보호하는 데 도움이 될 수 있습니다. 매우 작은 입자 크기로 인해 적은 양으로도 효과를 발휘할 수 있다는 장점이 있습니다. 다만, 과량 사용 시 경도와 압축성에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 다른 활택제에 비해 상대적으로 고가입니다. 1정 당 0.1~1% w/w 분량을 사용하도록 권장 범위로 안내하고 있으나, 일반적으로 0.1~0.5% w/w 범위 내에서 사용하고 있습니다. 

 

 

타정기의 조건

타정기의 조건 중 디스크의 회전속도와 펀치에 가해지는 압력, 그리고 분말을 충진하는 충진 깊이는 매우 중요한 조건들입니다. 

 

■ 회전속도: 타정 시 정제에 압력이 머무르는 시간이 길수록 정제의 압축 과정은 안정적으로 진행됩니다. 따라서 디스크의 회전속도가 느릴수록 정제가 압축되는 시간이 길어지므로 품질이 더 균일하게 유지될 수 있으나, 생산성이 저하되는 문제가 있습니다. 반대로 너무 빠르게 디스크를 회전시키면 정제에 압력이 머무르는 시간이 너무 짧아 정제의 경도 및 붕해도에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 캡핑이나 라미네이션 등의 문제를 유발할 수 있습니다. 따라서 분말의 상태, 특성, 정제의 크기 및 형태에 따라 디스크의 회전속도를 최적화해야 합니다. 

 

■ 압력: 타정기의 압력은 분말을 압축하여 정제를 형성시키는 힘을 의미합니다. 압력이 높을수록 정제의 경도가 높아져 잘 부서지지 않으며, 물리적인 강도가 증가하여 마손도에도 좋은 영향을 미칩니다. 그러나 과도한 압력은 붕해 및 용출에 좋지 않은 영향을 미칠 수 있으며, 정제 내부에 균열을 유발할 수 있습니다. 압력이 너무 낮으면 경도가 낮아져 정제가 쉽게 부서질 수 있어 마손도에 좋지 않은 영향을 미치며, 붕해시간이 너무 짧아질 수 있습니다. 타정기의 압력은 정제의 경도 및 두께, 붕해도 기준에 적합하도록 적절히 조절해야 합니다. 

 

■ 충진 깊이: 다이에 분말을 충전하는 깊이를 결정하는 조건으로 정제의 질량과 부피를 결정합니다. 충진 깊이는 정제의 질량편차에 영향을 미칠 수 있으며, 목표하는 기준질량에 적절하도록 조절해야 합니다. 

 

 

타정 공정관리(IPC) 항목 

타정 공정에서 공정관리(IPC) 항목으로는 일반적으로 성상, 질량, 경도, 두께, 마손도, 붕해도를 주기적으로 평가합니다. 

 

■ 성상: 타정 시 사용하는 윤활유와 주성분, 부형제의 특성으로 인하여 검은색 티가 발생될 수 있어 주기적으로 성상을 확인해야 하며, 낱알 식별의 상태, 정제의 표면 상태, 모양, 색상 등을 검사하여 결함이 없는지 확인해야 합니다. 

 

■ 질량: 기준질량을 기준으로 범위를 설정하여 평균질량 및 개별질량 값이 기준에 적합한지 여부를 저울로 질량을 확인해야 합니다. 이는 정제의 용량과 효과를 보장하는 데 필수적인 검사 항목입니다. 

 

■ 경도: 경도가 기준에 적합한지 여부를 확인하기 위하여 경도계를 통해 정제가 파손되는 정도를 측정합니다. 정제의 경도에 따라 붕해도와 용출 및 정제의 안정성에 영향을 미칠 수 있으므로 필수적으로 확인해야 합니다. 

 

■ 두께: 정제의 두께는 타정기의 압력과 충진 깊이에 따라 결정되며, 기준에 적합한 일정한 두께가 유지되는지 확인해야 합니다. 두께는 보통 경도와 반비례하며, 질량편차와도 연관이 있습니다. 

 

■ 마손도: 마손도는 회전체 안에 정제를 투입하여 낙하시켜 정제가 마모되는 정도를 확인하는 검사 항목으로 이후 공정인 코팅공정에서 정제가 코팅기 내부에서 견딜 수 있는지를 확인하기 위하여 확인합니다. 또한, 포장 후 유통 과정에서 발생될 수 있는 파손을 방지하기 위하여 기준 내 적합한지 여부를 확인해야 합니다. 

 

■ 붕해도: 정제가 체내에서 얼마나 빨리 붕해되는지를 측정하는 검사 항목으로 약효가 적절하게 발현될 수 있는지 확인하는 데 사용됩니다. 일반적으로 물에 붕해시키며, 이는 용출율과도 연관이 있는 항목입니다. 

 

마치며

정제의 타정 공정은 의약품 제조에서 가장 중요한 공정 중 하나로 정제의 품질과 안정성을 보장하기 위해 절처한 공정관리가 필요합니다. 또한, 적절한 활택제의 선택과 타정기의 주요 조건들을 적절하게 설정하고 관리하며, 주기적인 공정검사를 통해 고품질의 정제를 생산할 수 있습니다. 

 

 

2025.04.14 - [분류 전체보기] - 내용고형제란? – 의약품 제형의 기본이 되는 고형제 이해하기

내용고형제란? – 의약품 제형의 기본이 되는 고형제 이해하기

 

2025.04.07 - [분류 전체보기] - 의약품 제조(13) 내용고형제(정제)의 주요 공정과 품질관리

의약품 제조(13) 내용고형제(정제)의 주요 공정과 품질관리

 

2025.04.02 - [분류 전체보기] - 의약품 제조(12) 의약품 제형의 종류와 선택 기준

의약품 제조(12) 의약품 제형의 종류와 선택 기준

 

2024.08.30 - [분류 전체보기] - 의약품 제조(2) 내용고형제의 과립 공정

의약품 제조(2) 내용고형제의 과립 공정

 

2024.09.05 - [분류 전체보기] - 의약품 제조(4) 정제의 코팅 공정

의약품 제조(4) 정제의 코팅 공정