現如今，包衣已成為片劑和微丸生產的一個重要組成部分——然而，在包衣應用中依然存在一些問題沒有得到充分的解決，甚至有些問題已被人們習以為常，盡管它們幾乎每一個都會對包衣過程產生不同程度的影響，并帶來一定的經濟損失。雖然很多人已經默認這些問題缺乏可行的解決方案，但事實上解決方案是存在的，并且開發得非常順利。新一代的片劑包衣機正在以一種創新的方式應對這些舊有挑戰。
包衣現有的挑戰基本上來自三個方面：包衣結果的質量（即最終產品的質量），生產率及片劑包衣機的靈活性。
質量：如何持續確保高質量的包衣效果？
在考慮產品質量時，首先映入腦海的是預防缺陷——外觀上的缺陷，如變色、片與片之間的顏色差異或片劑刻痕橋接；以及功能性缺陷，如薄膜開裂、藥片破損、磕邊或表面侵蝕。純粹的外觀缺陷有時尚可以容忍，不過一旦存在功能性缺陷，整個批次的產品就都會面臨風險。根據產品的不同，它有可能會帶來高達六位數的損失。因此所有制藥公司都在努力解決這一問題，并且每個公司都有自己的應對措施。盡管這些措施在細節上有所區別，但終歸是通過定期檢查參數并在必要時進行調整來穩定包衣工藝。目前，增加和簡化這種過程控制的常用方法是提高技術反饋，即研究技術系統如何很好地、快速地給操作人員提供關于過程和產品質量的反饋。收到反饋后，操作員就有責任做出相應的反應。這無疑是一個有效的解決方案，但它是否足以實現真正的過程穩定呢？
事實上，這種方法存在相對大的紕漏和不確定性，因為在這種方法中，包衣過程的調節和優化完全取決于操作員的專業知識、經驗和能力水平。如果勞動力市場上恰巧技術工人短缺，沒有合適的技術操作員怎么辦？如果專家退休或在休假，又沒有合適的替代者怎么辦？如果只有一個合適的操作員，無人輪班，但卻需要進行20個小時或更長時間的包衣生產怎么辦？撇開所有這些以及更多的類似情況不談，即便是對于最有經驗的操作員來說，獲得理想的包衣效果并跟蹤所有的參數也絕非易事，特別是如果產品的批量大小會發生變化、包衣過程比較復雜或要求很高（如對濕度或溫度非常敏感），整件事便更是難上加難。
對于TPR Optima 片劑包衣機來說，幾乎所有包衣過程都是可重復的
這種不確定性的解決方法是采用自動化程度更高的實現包衣過程，優秀的自動化包衣不僅應能夠控制相關參數、向操作員反饋，還應該能夠進行全自動的調整。來自Romaco Tecpharm的新型TPR Optima有孔包衣機便能夠做到這些。它可以監測溫度、濕度、流速、批量等參數，為特定產品獲得預定的理想包衣條件，從而盡可能地降低損失部分或整個批次的風險。可以說，對于TPR Optima片劑包衣機來說，幾乎所有包衣過程都是可重復的——無論其包衣過程多么復雜。當然，包衣過程仍然需要擁有專業知識的操作員，也可以進行人工干預。但是，幾乎完全自動化的包衣過程確保了操作員無需成為一個專家，就能通過這項技術實現穩定的高質量產品，它有點類似于汽車上的自動駕駛程序。這種能自我調節的包衣過程究竟是什么樣的呢？在接下來講述第二個重要問題時，本文將進行詳細描述。事實上，自動化也是優化生產率的首選手段。
生產率：如何使包衣過程變得更節省資源及成本，并具有可持續性？
長久以來，包衣過程中生產率方面存在的缺陷在某種程度上一直被視為是一種板上釘釘的事實，尤其是包衣液的浪費已經成為了一種可廣泛容忍的缺陷，屢見不鮮：在包一種產品時，計劃配置的包衣液量常常比理論上需要的多50%，因為高達40%的損失被認為是正常的。對于 “標準”包衣，這可能并不意味著任何重大的經濟損失，但對于功能性包衣，如帶有活性藥物成分（API）的包衣或控釋包衣，情況就完全不同了（這些功能性包衣材料或API的單價比普通薄膜包衣材料要高很多）。但是，即使是標準的包衣，也有著清潔和處理費用的隱性成本，更不用說物流費用，因為如果需要更多的包衣液，就必須運輸和儲存更多的包衣液。除此之外，考慮到全球可持續發展意識的高漲和相應的法律規定，這種形式的“資源浪費 ”和造成的“環境影響”從長遠來看已經不再是一種合適的選擇。制藥企業必須現在就做出反應，否則就會落伍。
使用聲吶技術連續測量批量大小（片床高度）和片床傾角
解決這一問題的答案也是自動化，更準確地說，是自動包衣液噴霧和干燥的自動調整。從技術上講，這在TPR Optima中是這樣實現的：利用聲吶技術，用聲波傳感器連續測量裝載的批量（片床高度）和傾斜度（片床傾角），傾斜度將根據鍋體的轉動速度而變化。如果需要對噴霧距離或噴灑角度進行調節，使之更為理想，智能系統會在包衣過程中通過帶有三點伸展機構的噴槍臂來進行在線調節——設備無需為調節而暫停。干燥是通過鍋體內產生的真空度來自動調節的，真空度會根據批量大小而變化，并通過自動排風擋板來調節，排風擋板可以獨立和連續地打開；這種設計允許精確地調節氣流通過片床的路徑，確保包衣液不會輕易地在噴向藥片過程中，還未到達藥片表面形成衣膜就隨著工藝風排出。目前，在包衣過程中完全沒有包衣液損失是不可能的，但利用Romaco Tecpharm公司的新技術，只需要增加10%～15%的包衣液，而不是40%。這就有了很大的不同。不過，自動化解決方案的“可持續性”并不局限于減少包衣過程中的噴霧（包衣液）損失和清洗過程中的水消耗。它擁有著更高效的干燥功能，以及無需中斷包衣過程即可進行調整的功能，這些能夠使工藝時間縮短數個小時。在實際包衣之前，由于TPR Optima實際上會根據配方和相關參數進行自我調整，因此在新批次的微調和準備過程中還可以進一步節省時間。不僅如此，設備還提供了在包衣過程中取樣的選項。這樣一來，便可以在不犧牲時間的情況下滿足監管要求。所有這些功能結合起來，TPR Optima可以大大降低能源的使用。
另外，這種技術有著很好的適應性，在一臺設備內批量大小的可變性非常大，這不僅提高了生產率，還能提高靈活性——這恰好是第三個重要的問題。
持續打開的排風擋板控制著氣流和路徑，因此設備能夠根據不同的批量大小實現精確的包衣和干燥過程
靈活性：如何才能為不斷變化的行業趨勢、市場和客戶需求做好萬全準備？
幾乎每一位從事包衣生產的人遲早都要因某種情況遭遇擴大和縮小規模的挑戰，具體來說，主要有以下幾種情況：
（1）當為不同的國家生產藥品，必須根據不同的市場要求改變批量大小時；
（2）當因隨后的批量只按之前批量的10%進行生產而需要進行驗證時；
（3）當根據CXO合同生產時，必須處理非常寬范圍的批量時；
（4）當進行從實驗室到生產規模的轉換時；
（5）當市場需求隨時間發生變化時。
在購買包衣及其他制藥設備時，往往會忽略掉第5點，盡管它非常重要。畢竟，對于高質量的生產設備來說，生命周期超過20年并不罕見，而在這么長的時間內市場要求幾乎不可避免地會發生變化。因此，對于所有的包衣供應商來說，擴大批量的能力基本上就是面向未來的能力。
那么對于制藥公司來說，擴大和縮小規模的難點在哪里？首先，這意味著公司至少需要兩臺機器，一臺用于生產小批量產品，另一臺用于生產大批量產品，因為大多數包衣機沒有足夠大的批量范圍。通常情況下，一臺包衣機的批量最多只能降低到最大批量的40%。因此，擴大和縮小規模需要公司采購多臺設備，這意味著非常高的投資成本、能源消耗和空間需求。此外，工藝參數不能簡單地從一臺機器轉移到另一臺機器上——即使它們是同一品牌、同一型號也不行。因此，還必須進行相對大量的手動調整，于是便又出現了在設備與批量大小不同的情況下如何確保所有產品的高質量和統一性的問題。同時，在手動調節時，大量的工作也意味著需要更多的時間。
新一代的片劑包衣機：Romaco Tecpharm 的TPR Optima
對此，擁有自動適應性的TPR Optima也提供了一種改進方法。它能夠監測批量大小并根據批量大小進行調節，因此僅用一個鍋體（包衣滾筒），其批量大小范圍便可在10％～100％裝量之間進行調節。這就免除了僅僅因為有不同的批量要求而使用多臺機器的必要，省卻了為不同設備設置正確參數所需的時間和人力，降低了發生錯誤和不精確的風險。更重要的是，這不僅適用于不同規模的驗證和批次，也適用于單一包衣工藝內的體積（片床高度）變化，如多層包衣。事實上，具有這種寬批量范圍的包衣機已經存在了一段時間，但這些技術解決方案的批量大小變化必須通過更換鍋體和手動調整來實現，它們解決了需要購買多臺機器的問題，但沒有消除人工干預帶來的風險。此外，鍋體的更換會帶來額外的勞動和清潔工作，即使是在使用相同活性成分的不同批次間也存在這一問題。在只使用一個鍋體就可以達成寬范圍的情況下，傳統的換鍋體方式也在很大程度上變得過時了。
可自動伸長、帶有可自動調節的活動噴嘴，可以實現從10%～100%的可變批量
包衣靈活性方面存在的另一個挑戰是如何在沒有重大技術變化的情況下改變包衣介質（包衣液）本身。一些生產公司可能會需要這樣做。例如，由于配方成分即將被禁用，包衣液很可能就需要重新配制，比如二氧化鈦，在歐盟的食品生產中已經被禁止。目前很多公司正在尋找一個適當的替代品，同樣的情況也適用于藥品生產。目前存在著在包衣液中采用更多天然成分的趨勢，如放棄酒精而采用水性溶劑，這也可能需要對配方進行修改。
自動化參數調整在這方面也展現出了優勢。在尋找新配方的過程中，專家們可以集中精力研究配方，而將其他工作交給機器。除此之外，由于采用自動化后工藝時間更短，在一定時間內專家可以進行更多的配方試驗，研發效率也得到了進一步的提高。如果采用水性包衣液，如何節省時間將是一大問題，因為水性包衣液的干燥階段較長。在這種情況下，進行盡可能好的干燥是特別重要的，因為過多的濕度是造成產品缺陷的主要因素之一。而TPR Optima的 “完全 ”自動化可以進行更有效的干燥，不會像以前傳統的技術那樣對過程造成影響。
結論和展望
在包衣方面，實行更高的自動化程度有著很大的優化潛力。更短的工藝時間、持續的高產品質量、節省時間和成本以及節約資源只是其中的一部分收益。像TPR Optima這樣具有豐富技術可能性的片劑包衣機將是包衣的未來。事實上，它也已經在為藥品創新提供支持。尋找新的活性成分是一項非常長期的任務，因此在未來幾年內，許多新產品將通過重組已知的API或新的藥物輸送形式來進行開發，而包衣將在這類應用中發揮核心作用。未來將會有更多的產品在包衣層中含有活性成分，將會有更多公司對過去通常不可被包衣的產品進行包衣。開拓這些創新發展的先決條件之一便是能穩定包衣過程的自動化技術，它將使包衣變得更加高效和可持續。
