제약회사 정제 타정 및 압축정 제조 공정 쉽게 이해하기

 

정제 제조 공정은 교재에서 보면 단순한 흐름처럼 보이지만, 실제 제약회사 현장에서는 타정 조건 하나만 달라져도 품질 문제가 발생할 수 있다. 특히 압축정 제조 공정은 정제의 강도, 붕해, 용출, 마손도까지 영향을 미치는 핵심 단계이다. 이 글에서는 제약회사 기준에서 정제 타정 및 압축정 제조 공정을 공정 흐름 중심으로 정리하고, 각 방법이 언제 선택되는지를 함께 정리한다.

 

정제 제조 공정의 기본 분류

정제 제조 방법은 크게 다음 네 가지로 구분된다.

• 습식과립법 (Wet granulation)
• 유동층 조립법 (Fluid bed granulation)
• 건식조립법 (Dry granulation)
• 직접타정법 (Direct compression)

각 방법은 약물의 성질, 공정 안정성, 생산 효율에 따라 선택된다.

 

1. 습식과립법(wet granulation) - 가장 많이 사용되는 이유

습식과립법은 정제의 제조에 많이 사용되며, 그 단계는 원료성분의 칭량 및 혼합, 연합, 조립, 과립의 건조, 정립, 활택제 첨가 및 혼합, 압축성형으로 구분할 수 있다. 

습식과립법의 전체 공정 흐름

1️⃣ 칭량 및 혼합
2️⃣ 연합(습괴 제조)
3️⃣ 조립
4️⃣ 건조
5️⃣ 정립
6️⃣ 활택제 첨가 및 혼합
7️⃣ 압축성형(타정)

1) 칭량 및 혼합

규정량의 주성분과 부형제, 붕해제 등의 첨가제를 정확히 칭량한 후 기계식 분말혼합기를 이용해 균질하게 혼합한다. 이 단계에서의 혼합 불량은 함량 균일성 문제로 직결될 수 있다.

2) 연합(습괴의 제조)

※ 습식과립법의 품질을 좌우하는 핵심 단계: 결합제 용액을 분말 혼합물에 가하여 분체 입자들이 서로 부착되도록 한다.

이때 형성되는 습괴는 일반적으로 밀가루 반죽과 유사한 상태를 띤다.

• 결합제가 적절하면
  • 충분한 정제 강도가 확보된다
  • 약물 방출이 과도하게 지연되지 않는다
• 결합제가 과다하면
  • 과립이 지나치게 단단해진다
  • 붕해 및 용출 문제가 발생한다
• 결합제가 부족하면
  • 과립이 쉽게 부서진다
  • 타정 불량이 발생한다

필요에 따라 착색제나 방향제를 결합제 용액에 함께 첨가하기도 한다.

3) 조립

습괴를 체(보통 6호 또는 8호)를 통과시켜 과립 형태로 만든다. 조립은 손으로 수행할 수도 있으나 일반적으로는 압출형 조립 장치를 사용한다.

4) 건조

조립된 과립은 온도·시간·습도를 제어할 수 있는 항온건조기에서 건조한다. 이 단계에서 과도한 건조는 압축성을 저하시킬 수 있고,
건조 부족은 타정 중 sticking 문제를 유발할 수 있다.

5) 정립

건조된 과립을 처음보다 작은 체(보통 12~20호)를 통과시켜 입자 크기를 균일하게 만든다. 정립은 다이 내부 충전의 균일성을 확보하기 위한 단계이며, 과립 크기가 불균일하면 정제 중량 편차 및 강도 불균일 문제가 발생한다.

6) 활택제 첨가 및 혼합

정립된 과립에 활택제를 고르게 산포한 후 혼합한다. 활택제는 다음과 같은 역할을 한다.

• 과립의 유동성을 개선한다
• 타정 중 펀치·다이에의 부착을 방지한다
• 정제가 다이에서 원활히 배출되도록 한다
• 정제 표면의 외관을 개선한다

대표적인 활택제에는 스테아린산마그네슘, 스테아린산, 푸마르산스테아릴나트륨 등이 있다.

2. 유동층 조립법

유동층 조립법은 조립과 건조를 동시에 진행할 수 있는 공정이다. 주로 공정 시간을 단축하고 균일한 과립을 얻고자 할 때 사용된다.

공정 개요

• 분말을 유동화 공기층에서 부유시킨다
• 결합제 용액을 분무하여 조립한다
• 목표 수분 함량까지 동시에 건조한다

장비 의존도가 높지만 공정 재현성이 뛰어나다는 장점이 있다.

 

3. 건식조립법(dry granulation)

수분·열에 민감한 약물에 적용

건식조립법은 물이나 열을 사용하지 않고 과립을 제조하는 방법이다.

주로 원료의약품이

• 수분에 의해 분해되거나
• 고온에서 불안정한 경우에 선택된다.

1) 강타법 (Slugging)

분말 혼합물을 강한 압력으로 눌러 넓고 납작한 슬러그(slug)를 만든 후 이를 파쇄하고 정립하여 과립을 만든다. 아스피린과 같이
수분에 민감한 약물에 사용된다.

2) 롤러 압축법 (Roller Compaction)

분말 혼합물을 두 개의 롤러 사이에서 높은 압력으로 압축한다. 강타법보다 공정 제어와 연속 생산에 유리하여 현재는 롤러 압축법이 더 널리 사용된다.

 

4. 직접타정법(직타, direct compression)

직접타정법은 과립화 과정 없이 분말을 바로 타정하는 방법이다.

• 공정이 단순하다
• 생산 시간이 짧다
• 비용 효율이 높다

다만, 이 방법을 적용하기 위해서는 첨가제가 유동성과 압축성을 동시에 가져야 한다.

대표적인 직타용 첨가제로는

• 분무건조 유당
• 미결정셀룰로오스
• 인산칼슘
• 가교화 붕해제 등이 있다.

 

정제 제조 방법에는 하나의 정답이 존재하지 않는다. 약물의 물리화학적 특성, 공정 조건, 생산 목적에 따라 습식과립법, 건식조립법, 직접타정법이 선택된다. 이들 공정의 차이를 이해하는 것은 정제 품질을 예측하고 제조 과정에서 발생하는 문제를 줄이기 위한 기본 전제이다.