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Apr 12, 2023

Rapports scientifiques volume 13, Numéro d'article : 6153 (2023) Citer cet article

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Le présent travail rapporte le développement du premier système de contrôle de rétroaction en temps réel basé sur la technologie d'analyse de processus (PAT) pour maintenir le poids des pilules de gouttes de feuilles de Ginkgo biloba pendant la fabrication. Le degré d'ouverture de la valve de chute et le poids des pilules dégoulinantes ont été choisis comme variable manipulée et comme variable contrôlée, respectivement. Un contrôleur proportionnel-intégral a été programmé pour atteindre automatiquement le poids de pilules goutte à goutte souhaité en ajustant le degré d'ouverture de la vanne de chute. Le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée pourrait compenser automatiquement les perturbations et assurer un poids prédéfini des pilules dégoulinantes avec une excellente robustesse, une grande précision et une grande efficacité lors de la fabrication. De plus, le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée a amélioré la capacité de traitement du processus de goutte à goutte, et l'indice de capacité de processus était > 1,67. Cette étude fournit une nouvelle approche du contrôle en temps réel du poids des pilules dégoulinantes et améliore la capacité du processus lors de la fabrication des pilules dégoulinantes de feuilles de Ginkgo biloba.

L'extrait de feuille de Ginkgo biloba est un médicament à base de plantes typique qui a été largement utilisé en clinique en raison de ses effets thérapeutiques spécifiques sur les maladies cardiovasculaires et cérébrovasculaires1,2. De nombreuses formes posologiques de feuilles de Ginkgo biloba ont été utilisées, telles que des comprimés, des solutions orales, des injections et des pilules dégoulinantes. Les pilules de gouttes de feuilles de Ginkgo biloba sont une forme posologique orale solide de dispersion solide largement utilisée en clinique en raison de leur excellente biodisponibilité et pharmacocinétique3,4. Le poids des pilules dégoulinantes est un attribut de qualité important qui détermine l'uniformité de la dose des ingrédients pharmaceutiques actifs5,6. La pharmacopée de la République populaire de Chine a spécifié que le poids des pilules de gouttes de feuilles de Ginkgo biloba allait de 52,8 à 67,2 mg7. La variation du poids des comprimés affecte l'uniformité de la dose et la biodisponibilité orale. Par conséquent, l'amélioration de l'uniformité du poids des pilules dégoulinantes est l'une des principales priorités de la fabrication pharmaceutique.

Dans la production commerciale, la fabrication des pilules dégoulinantes dépend de l'expérience des travailleurs. Les opérateurs surveillaient et contrôlaient le poids de la pilule dégoulinante en manipulant la valve de la tête de goutte pour ajuster la taille des gouttelettes pendant le processus de goutte à goutte. Cela nécessite de peser les gouttelettes par une balance électrique toutes les 30 min. Si le poids des gouttelettes était en dehors de la plage acceptable, le degré d'ouverture de la soupape à tête tombante était ajusté. Le degré d'ouverture de la soupape à tête tombante affecte la résistance à l'écoulement du liquide de dispersion et détermine en outre le poids de la gouttelette. Cependant, cette approche présente plusieurs inconvénients, notamment une faible précision de contrôle, un retard dans le contrôle de la qualité, un personnel expérimenté et une forte intensité de travail. Par conséquent, il est urgent de développer une méthode de contrôle actif en ligne pour assurer l'uniformité du poids des pilules dégoulinantes. La stratégie de contrôle par rétroaction fournit une approche importante pour améliorer la fiabilité des processus de production pharmaceutique dans la fabrication continue de produits pharmaceutiques8,9,10.

Ce travail visait à développer un système de contrôle de rétroaction en ligne en temps réel qui utilise la technologie de détection laser. Il peut être utilisé pour tester en temps réel la libération du poids des pilules dégoulinant de feuilles de Ginkgo biloba. Un logiciel auto-conçu a été programmé pour construire un système de contrôle de rétroaction en temps réel avec un contrôleur proportionnel-intégral (PI) et un système de détection laser en ligne. Le degré d'ouverture de la soupape de chute de tête a été choisi comme variable manipulée, et le poids mesuré des pilules dégoulinantes a été utilisé comme variable contrôlée. La fonctionnalité et la robustesse du système de contrôle de rétroaction en temps réel ont été étudiées. Les résultats de l'étude pourraient améliorer notre compréhension et proposer une stratégie de contrôle en temps réel réalisable pour améliorer la qualité du produit pendant le processus de fabrication des pilules dégoulinantes.

L'expérience de goutte à goutte a été menée en utilisant une formulation contenant de l'extrait de feuille de Ginkgo biloba (Zhejiang Conba Pharmaceutical Co., Ltd., Hangzhou, Chine) et du polyéthylène glycol 4000 (Wanbangde Pharmaceutical Group, Wenling, Chine). L'huile de diméthylsilicone a été utilisée comme huile de condensation (Jiangxi Alpha Hi-tech Pharmaceutical Co., Ltd., Pingxiang, Chine). L'éther de pétrole a été utilisé comme solvant de lavage de l'huile de condensation (Sinopharm Chemical Reagent Co., Ltd., Shanghai, Chine). Les auteurs confirment que la présente étude est conforme à la Déclaration de principe de l'UICN sur la recherche impliquant des espèces menacées d'extinction et à la Convention sur le commerce des espèces de faune et de flore sauvages menacées d'extinction.

Le poids des pilules dégoulinantes a été mesuré en ligne à l'aide d'un système de détection laser équipé d'un micromètre laser (KEYENCE IG-028, Shanghai, Chine), d'un amplificateur de capteur (KEYENCE IG-1000, Shanghai, Chine) et d'une carte d'acquisition de données (National Instrument cDAQ-9171, Shanghai, Chine). Le poids des matériaux a été pesé à l'aide d'une balance électrique (Mettler Toledo AE240, Shanghai, Chine). Le liquide de dispersion homogène a été préparé à l'aide d'un bain d'huile à circulation (Greatwall Scientific SY-20, Zhengzhou, Chine) et d'un mélangeur électrique (instrument Zhengrong ES-60 M, Changzhou, Chine). La préparation des pilules dégoulinantes a été réalisée à l'aide d'une machine dégoulinante multifonction (Anruikang, Pékin, Chine).

L'expérience de goutte à goutte a été réalisée à l'aide d'une machine de goutte à goutte multifonction (Fig. 1). La machine de goutte à goutte se composait d'une unité de goutte à goutte et d'une unité de condensation. L'unité de goutte à goutte était composée d'un réservoir de liquide, d'une vanne de chute, d'une tête de chute et d'un dispositif de pression. Le réservoir de liquide était un réservoir à double couche dans lequel la couche externe était équipée d'une unité de chauffage et remplie d'huile de conduction. L'unité de condensation se composait d'une colonne de condensation et de composants de contrôle de la température. De l'huile de diméthylsilicone a été utilisée comme huile de condensation et remplie dans la colonne de condensation. Un liquide de dispersion homogène contenant de l'extrait de feuille de Ginkgo biloba et du polyéthylène glycol 4000 (4:11, w/w) a été réalisé et transféré dans le réservoir de liquide de la machine goutte à goutte. La température du liquide dispersant dans le réservoir de liquide a été maintenue à 80°C. Le liquide de dispersion chaud s'écoule de la tête de chute et est transféré dans la colonne de condensation. Ensuite, les pilules brutes sphériques ont été formées sous l'équilibre des forces entre la tension superficielle, la gravité et la force de formation. La distance de chute était de 75 mm. La température de l'huile de condensation a été maintenue à 20 °C. Avant le processus d'égouttage, les températures du liquide de dispersion et de l'huile de condensation ont été équilibrées pendant des heures.

Schéma de principe d'une machine à goutter multifonctionnelle.

Dans cette étude, le poids des pilules dégoulinant a été utilisé comme variable contrôlée. Dans nos travaux précédents, un système de détection laser a été construit pour l'analyse en ligne et la surveillance du processus d'égouttement11. La fonctionnalité et la robustesse du système de détection laser ont été étudiées, et les résultats ont montré que le système de détection laser a une excellente capacité de quantification du poids des pilules ; par conséquent, nous avons choisi le système de détection laser comme outil PAT en ligne pour mesurer le poids des pilules dégoulinant.

Basé sur la théorie de la dynamique des fluides, le processus de goutte à goutte comprenant la dispersion du liquide s'écoule de la tête de goutte sous forme de gouttelettes12,13. La température du liquide de dispersion, la pression du réservoir de liquide et le degré d'ouverture de la vanne de chute sont les paramètres de processus critiques qui influencent le poids des pilules dégoulinantes. La température du liquide dispersant détermine la fluidité et la densité du liquide. La viscosité et la densité du liquide diminuent avec l'augmentation de la température et affectent en outre le poids des pilules dégoulinantes. La température du liquide de dispersion est contrôlée par une unité de chauffage installée à la couche extérieure du réservoir de liquide. Le réglage de la vitesse de la température est trop lent ; par conséquent, la température du liquide dispersant n'est pas un paramètre de procédé approprié qui peut être utilisé comme variable manipulée en raison d'une hystérésis élevée. La pression du réservoir de liquide affecte la pression de mobilité verticale, qui détermine la vitesse de chute et le système de fluide. Si la pression du réservoir de liquide est trop élevée, le liquide de dispersion peut s'écouler de la tête de chute sous forme de jet de liquide mais pas sous forme de gouttelettes. Par conséquent, la pression du réservoir de liquide est un paramètre de processus trop sensible, ce qui peut entraîner une consommation de matière. Dans la production commerciale, la température du liquide dispersant et la pression du réservoir de liquide sont maintenues constantes pendant tout le processus de fabrication. Le degré d'ouverture de la soupape de chute affecte la résistance à l'écoulement du liquide de dispersion et détermine en outre le schéma d'écoulement et le poids de la gouttelette. Le poids des pilules dégoulinantes peut être ajusté avec le degré d'ouverture flexible de la soupape de chute. Le degré d'ouverture de la vanne de chute a été choisi comme variable manipulée appropriée dans ce système de commande à rétroaction. Il a été ajusté par un actionneur électrique (VTORK Technology VTQ50, Wuxi, Chine). La figure 2 montre la configuration détaillée utilisée dans les expériences de goutte à goutte. L'actionneur électrique a été installé sur le dispositif d'égouttement et il contrôlait le degré d'ouverture de la vanne de descente en faisant tourner la tige de la vanne. La commande de contrôle a été commandée à l'aide d'un logiciel auto-conçu nommé "iDroplet" par LabView 2018 (National Instruments, Austin, TX, USA). La figure 3 est l'interface logicielle de 'iDroplet'. En outre, le logiciel peut être utilisé pour collecter et enregistrer toutes les données de processus, telles que la mesure du poids en temps réel des pilules dégoulinantes, le degré d'ouverture de la vanne de chute, le poids de consigne des pilules dégoulinantes, etc.

La configuration utilisée dans les expériences de goutte à goutte. (a) machine goutte à goutte, (b) logiciel auto-conçu effectuant le traitement et le contrôle des données, (c) actionneur électrique, (d) tige de soupape, (e) soupape de chute, (f) tête de chute et (g) micromètre laser.

L'interface logicielle de 'iDroplet'.

Le « iDroplet » était équipé d'un système de détection laser en ligne et d'un contrôleur PI pour mener la stratégie de contrôle de rétroaction en boucle fermée. Un contrôleur PI a été programmé pour comparer la valeur mesurée avec la valeur de consigne, calculer l'erreur et générer une réponse14,15. Le degré d'ouverture de la vanne de chute (u(t)) est adapté en fonction de la somme des termes de commande, du terme proportionnel et intégral [Eq. (1)].

où Kc est le gain proportionnel, Ti est le gain intégral, e est l'erreur de courant à l'instant t et u0 est un biais constant du contrôleur.

Le tableau de contrôle de la stratégie de contrôle par rétroaction est illustré à la Fig. 4. La mesure en temps réel du poids des pilules dégoulinantes a été utilisée comme variable de réponse dans les expériences de contrôle par rétroaction lorsque le degré d'ouverture de la vanne de chute a été modifié. En comparant l'erreur entre la valeur de consigne et le poids mesuré des gouttes de gouttes, le contrôleur PI donne un ordre de commande et agit sur l'actionneur électrique. Ensuite, le degré d'ouverture de la vanne de chute a été ajusté par l'actionneur électrique et l'état du processus d'égouttement a été modifié. Le système de détection laser détecte le poids actuel des pilules dégoulinant et l'erreur actuelle entre la valeur de consigne. La valeur mesurée a été calculée et utilisée comme indice pour commander l'étape suivante de l'actionneur électrique. Le système de contrôle actionne l'actionneur électrique à des intervalles de temps de 8 s pour minimiser les niveaux de fluctuation et assurer un contrôle de processus très efficace.

Carte de contrôle de la stratégie de contrôle par rétroaction. q(t) est le degré d'ouverture de la vanne de chute, y(t) est la valeur réelle du poids des pilules dégoulinantes, ym(t) est la valeur mesurée du poids des pilules dégoulinantes, ysp(t) est le point de consigne du poids des pilules dégoulinantes et D(t) est la perturbation externe.

L'indice de capacité de processus (Cpk) a été utilisé pour évaluer l'efficacité du système de contrôle par rétroaction. Le Cpk a été calculé en utilisant l'Eq. (2). Le Cpk cible couramment utilisé dans l'industrie pharmaceutique est supérieur à 1,67, ce qui correspond à une excellente condition de qualité du procédé16,17,18.

où LSL est la limite de spécification inférieure, USL est la limite de spécification supérieure, μ est la valeur centrale de spécification et σ est l'écart type.

Différents poids cibles de pilules dégoulinantes ont été définis pour déterminer si le système de contrôle pouvait retracer le poids jusqu'à la valeur de consigne. Deux paramètres de processus critiques ont été choisis comme perturbations pour déterminer si le système de contrôle pouvait éviter la perturbation et retracer le poids des pilules dégoulinant jusqu'à la valeur de consigne. Les attributs du liquide dispersant, tels que la viscosité, la tension superficielle et la densité, sont influencés par (laquelle) variation de température, qui a finalement influencé le poids des pilules dégoulinantes. Dans la production commerciale, la température du liquide dispersant peut être différente en raison de la précision de contrôle à basse température de la machine goutte à goutte. Par conséquent, nous simulons plusieurs températures différentes du liquide dispersant en tant que perturbation pour évaluer la robustesse du système de contrôle par rétroaction.

De plus, le niveau du liquide dispersant dans le réservoir de liquide a été diminué pendant le processus d'égouttage ; par conséquent, le liquide dispersant doit être complété en continu. Le niveau du liquide de dispersion dans le réservoir détermine la pression de mobilité verticale et affecte en outre le poids des pilules dégoulinantes. Lorsque le niveau du liquide dispersant diminue, le poids des pilules dégoulinantes diminue simultanément. Pour déterminer si le système de contrôle pouvait rejeter la perturbation et retracer le poids des pilules dégoulinant jusqu'au point de consigne, le supplément de liquide dispersant a été étudié comme un autre paramètre de perturbation.

Aucune autorisation n'est requise pour le matériel végétal car il a été acheté auprès d'un revendeur certifié de la région.

La soupape de chute utilisée dans cette étude est une soupape à bille et présente une courbe de réponse au poids des pilules qui gouttent entre la course positive et la course inverse. Comme le montre la Fig. 5, lorsque la vanne de descente est en course positive, la plage de réponse effective du degré d'ouverture de la vanne de descente est de 32 à 40 %, tandis que la course négative est de 24 à 40 %. Par conséquent, le système de commande à rétroaction doit compenser la perturbation des attributs de la vanne de chute. Le gain proportionnel doit être suffisamment faible pour éviter un dépassement dans ce contexte.

Le poids des pilules dégoulinant sous course positive et course inverse.

Une valeur optimale pour le temps proportionnel et intégral doit être obtenue pour développer une stratégie de contrôle de processus efficace. Dans la continuité de cet objectif d'évaluation des oscillations du système, nous avons évalué plusieurs valeurs différentes de Kc et Ti, et la valeur de consigne était de 60 mg. Comme le montre la figure 6a, les résultats illustrent que lorsque Kc est de 2,0 et Ti est de 1,0, le système oscille avec une amplitude élevée et il est difficile de suivre la valeur de consigne. Ensuite, la valeur de Kc a été abaissée à 1,8, ce qui a entraîné une amélioration des performances (Fig. 6b). Les oscillations ont été rapidement réduites avec une faible amplitude, et le poids des pilules dégoulinant a suivi la valeur de consigne après 93 s. Lorsque la valeur de Kc est abaissée de 2,0 à 1,8, la courbe d'oscillation (Fig. 6c) présente une différence significative. En raison du processus de contrôle plus lent, il n'y a pas eu de dépassement. Le poids mesuré des pilules dégoulinantes est ajusté et ramené à la valeur de consigne après 159 s.

Poids mesuré des pilules dégoulinantes au cours des expériences de contrôle par rétroaction. (a) Kc = 2,0, Ti = 1,0 ; (b) Kc = 1,8, Ti = 1,0 ; (c) Kc = 1,5, Ti = 1,0 ; (d) Kc = 1,8, Ti = 1,5 ; (e) Kc = 1,8, Ti = 0,5.

De plus, les valeurs du Ti sont également déterminées. Lorsque la valeur de Ti est de 1, 5 et 0, 5, les résultats indiquent que des tendances similaires des oscillations (Fig. 6d, e) ont été obtenues à une valeur Ti de 1, 0 (Fig. 6b). Cependant, il faut plus de temps pour atteindre la valeur de consigne (Fig. 6d), et aucune différence significative n'a été enregistrée (Fig. 6e). Le réglage (Kc = 1,8, Ti = 1) était raisonnablement bon et le système de contrôle peut suivre le point de consigne avec une réponse relativement élevée.

Le Cpk a été calculé pour évaluer les capacités de traitement des processus de goutte à goutte, qui ont été effectués sans ou sous le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée. Dans cette étude, l'USL du poids des pilules dégoulinantes était de 61 mg et la LSL était de 59 mg. La taille des échantillons était de 50. Comme le montre la figure 7a, les mesures étaient situées près de l'USL du poids des pilules dégoulinantes lorsque le processus de goutte à goutte était effectué sans le contrôle de rétroaction en boucle fermée. Le Cpk du processus de goutte à goutte, qui a été effectué sans le contrôle de rétroaction en boucle fermée, était de 0, 17, tandis que le processus de goutte à goutte effectué sous le contrôle de rétroaction en boucle fermée était de 2, 60 (Fig. 7b). Les résultats ont indiqué que le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée pourrait améliorer efficacement la capacité du processus de goutte à goutte.

Histogrammes de la distribution du poids des pilules dégoulinantes. (a) processus d'égouttage effectué sans le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée ; (b) processus d'égouttage effectué sous le système de contrôle de rétroaction en boucle fermée.

Pour évaluer la fonctionnalité du système de contrôle, trois poids cibles de pilules goutte à goutte (60, 58 et 62 mg) ont été étudiés pendant le processus de goutte à goutte. Les conditions expérimentales, y compris la température du liquide dispersant (80 ° C) et la distance de chute (5 cm), ont été maintenues constantes. Dans un premier temps, le poids cible des pilules dégoulinantes de 60 mg a été étudié. Comme le montre la figure 8, un bon ajustement entre la valeur mesurée du poids des pilules dégoulinantes et la valeur de consigne a été obtenu après 92 s, et la plage de fluctuation du poids des pilules dégoulinantes était de 0, 5 mg. Ensuite, nous avons ajusté le poids cible des pilules dégoulinantes à 58 mg à 454 s. Le système de contrôle a mis en œuvre une réponse rapide et a ajusté le poids des pilules dégoulinantes à la valeur de consigne après 26 s, et les résultats se sont avérés se situer dans la plage de poids acceptée de 57,81 à 58,58 mg. Enfin, le poids cible des pilules dégoulinantes de 62 mg a été fixé à 1010 s, et le système de contrôle a retracé le poids des pilules dégoulinantes jusqu'à la valeur de consigne à 1233 s avec une petite amplitude de 61,43 à 62,23 mg. Les résultats ont confirmé que le système de contrôle pouvait répondre à différents poids cibles de pilules dégoulinantes. De plus, une grande conformité entre le poids des pilules dégoulinantes cibles et le poids mesuré des pilules dégoulinantes a été obtenue avec une faible amplitude. Le système de contrôle peut ajuster le poids des pilules dégoulinantes à la valeur de consigne en 2 min, et la précision de contrôle de poids élevée du système de contrôle de rétroaction peut améliorer l'uniformité du poids des pilules dégoulinantes.

Le poids des pilules dégoulinant et le degré d'ouverture de la soupape de chute pendant les expériences de contrôle de rétroaction.

Deux lots du procédé de goutte à goutte utilisant différentes températures du liquide dispersant ont été étudiés. La température du liquide dispersant utilisé dans le lot 1 et le lot 2 était de 70 °C et 90 °C, respectivement. Le poids cible des pilules dégoulinantes a été fixé à 60 mg. Les résultats détaillés du poids mesuré des pilules dégoulinantes et du degré d'ouverture de la vanne de chute au cours de deux expériences de contrôle par rétroaction à différentes températures sont illustrés à la Fig.

Le poids des pilules dégoulinant et le degré d'ouverture de la soupape de chute sous différentes températures.

Deux lots du procédé de goutte à goutte ont été étudiés. Deux processus d'alimentation ont été simulés dans le lot 1 et un dans le lot 2. Le liquide de dispersion supplémentaire a été préparé à l'aide d'un bain d'huile en circulation. Le poids cible des pilules dégoulinantes a été fixé à 60 mg. Les résultats détaillés du poids mesuré des pilules dégoulinantes et du degré d'ouverture de la vanne de chute au cours de deux expériences de contrôle par rétroaction sont illustrés à la Fig. 10. Dans le lot 1, le système de contrôle par rétroaction a ajusté le poids de mesure des pilules dégoulinantes à la valeur de consigne après 92 s, puis le poids du liquide dispersant de 117,7 g et 112,8 g ont été ajoutés au réservoir de liquide à 382 s et 559 s, respectivement. Le système de contrôle de rétroaction a été désactivé lors de l'ajout du liquide dispersant. Le poids des pilules dégoulinantes augmentait avec l'augmentation du poids du matériau. Le système de contrôle a été activé à 699 s. Ensuite, le système de contrôle a mis en œuvre une réponse rapide, le degré d'ouverture de la vanne de chute a été régulé et le poids mesuré des pilules dégoulinantes a été retracé jusqu'à la valeur de consigne à 911 s. Dans le lot 2, le système de contrôle de rétroaction était toujours activé. Le poids du liquide dispersant de 217,1 g a été ajouté au réservoir de liquide à 474 s. Le degré d'ouverture de la vanne de chute a été baissé et le poids des pilules dégoulinantes a été ramené à la valeur de consigne après 62 s avec un écart acceptable. Les résultats indiquent que le système de contrôle de rétroaction construit a une grande robustesse pour éviter la perturbation et retracer le poids des pilules dégoulinant jusqu'à la valeur de consigne.

Le poids des pilules dégoulinant et le degré d'ouverture de la valve de chute au cours de deux expériences de contrôle de rétroaction. Les flèches représentent l'ajout de liquide de dispersion chaud dans le réservoir de liquide.

En résumé, le système de contrôle par rétroaction peut compenser la fluctuation de température et le supplément de liquide de dispersion, ce qui implique que le système de contrôle par rétroaction peut être bénéfique pour garantir une qualité élevée du produit.

La présente recherche a porté sur deux lots de pilules dégoulinant de feuilles de Ginkgo biloba. Un lot a été réalisé sous le système de contrôle par rétroaction (Lot 2), tandis qu'un autre a été réalisé sans le contrôle (Lot 1). Les conditions expérimentales des deux procédés de goutte à goutte étaient les mêmes. Le poids cible des pilules dégoulinantes du lot 2 a été fixé à 60 mg. Comme le montre la figure 11, le poids des pilules dégoulinantes du lot 1 a diminué au fur et à mesure que le processus de goutte à goutte prévalait. La fourchette de poids des pilules dégoulinantes était de 58,31 à 60,58 mg et la valeur moyenne était de 59,47 mg. Cependant, le poids des pilules dégoulinantes du lot 2 a montré une tendance différente. Le poids initial des pilules dégoulinantes était de 59,76 mg et le système de contrôle de rétroaction a mis en œuvre une réponse rapide et l'a retracée à la valeur de consigne après 90 s. Ensuite, le poids des pilules dégoulinantes a été maintenu stable avec une petite dérive de 59,39 ~ 60,62 mg, et la valeur moyenne du poids des pilules dégoulinantes a été fixée à 59,98 mg. Les résultats ont indiqué que le système de contrôle par rétroaction pouvait contrôler efficacement le poids en temps réel des pilules dégoulinantes. L'uniformité du poids des pilules dégoulinantes peut être améliorée sous le contrôle de rétroaction pendant la fabrication des pilules dégoulinantes de feuilles de Ginkgo biloba.

Résultats détaillés de deux lots de processus de goutte à goutte.

Un système de contrôle de rétroaction en temps réel a été construit pour ajuster le poids des pilules dégoulinantes pendant le processus de fabrication des pilules dégoulinantes. Un contrôleur PI a été mis en œuvre avec succès en utilisant un système de détection laser en ligne comme outil PAT pour mesurer le poids des pilules dégoulinant. Le degré d'ouverture de la vanne de chute a été choisi comme variable manipulée. Les résultats ont montré que le système de contrôle de rétroaction offrait une excellente fonctionnalité et une grande robustesse avec une déviation acceptée, et la capacité de traitement du processus de goutte à goutte a été améliorée efficacement. En résumé, le système de contrôle de rétroaction construit pourrait être introduit comme une solution innovante pour améliorer la conformité de la qualité du produit et minimiser les erreurs possibles pour la mesure du poids des pilules dégoulinantes. De plus, il peut satisfaire à la fois la disponibilité et l'efficacité lors du processus de fabrication de la pilule dégoulinante. De plus, l'efficacité du système développé doit être testée dans des usines commerciales et une large gamme de matières premières pour la fabrication de pilules dégoulinantes.

Les ensembles de données générés pendant et/ou analysés pendant l'étude en cours sont disponibles auprès de l'auteur correspondant sur demande raisonnable.

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Les auteurs remercient le Dr Lawrence Yu pour son aide à l'Office of New Drug Products (ONDP), CDER, FDA US

Ce travail a été soutenu financièrement par l'équipe d'innovation et le programme de culture des talents de l'administration nationale de la médecine traditionnelle chinoise [ZYYCXTD-D-202002] et le programme scientifique et technologique de la province chinoise du Zhejiang [2018C03075].

Ces auteurs ont contribué à parts égales : Xiaoping Wang et Hang Chen.

Institut d'informatique pharmaceutique, Collège des sciences pharmaceutiques, Université du Zhejiang, No. 866 Yuhangtang Road, Hangzhou, 310058, Chine

Xiaoping Wang, Hang Chen, Ying Tian et Haibin Qu

State Key Laboratory of Component-Based Chinese Medicine, Centre d'innovation de l'Université du Zhejiang, Hangzhou, 310058, Chine

Xiaoping Wang, Hang Chen, Ying Tian et Haibin Qu

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XPW : Conceptualisation, Méthodologie, Logiciel, Enquête, Analyse formelle, Rédaction—Préparation du projet original, Rédaction—Révision et édition. HC : enquête, validation, rédaction—révision et édition. YT : Validation, Rédaction- Révision et Édition. HBQ : Supervision, Conceptualisation, Rédaction—Revue et Édition, Acquisition de financement.

Correspondance avec Haibin Qu.

Les auteurs ne déclarent aucun intérêt concurrent.

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Réimpressions et autorisations

Wang, X., Chen, H., Tian, ​​Y. et al. Contrôle qualité en temps réel du poids des pilules dégoulinantes basé sur la technologie de détection laser. Sci Rep 13, 6153 (2023). https://doi.org/10.1038/s41598-023-32805-z

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Reçu : 11 avril 2022

Accepté : 03 avril 2023

Publié: 15 avril 2023

DOI : https://doi.org/10.1038/s41598-023-32805-z

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