이 슬라이드는 제약이나 정밀화학 분야에서 가루(Powder) 상태의 원료를 다룰 때 입자의 크기(Particle Size)를 어떻게 관리하고 제어해야 하는지에 대한 핵심 요약본입니다.
이전에 물어보셨던 PXRD가 '결정의 내부 구조' 를 본다면, 이 슬라이드의 입자도 분석은 '겉으로 보이는 알갱이의 크기' 를 다룹니다.
슬라이드 내용을 3가지 핵심 파트로 나누어 쉽게 설명해 드릴게요.
1. 입자 크기가 왜 중요한가? (입자도의 영향)
입자 크기는 약이 몸에서 얼마나 잘 녹는지, 그리고 공장에서 약을 만들 때 기계가 잘 돌아가는지를 결정합니다.
- 약효 (용출 속도):
- 원리: 알갱이가 작을수록 물에 닿는 표면적이 넓어집니다. (얼음 덩어리보다 갈린 얼음이 빨리 녹는 것과 같습니다.)
- BCS Class 2, 4 핵심: 물에 잘 안 녹는 난용성 약물(BCS Class 2, 4)은 입자를 잘게 부숴야만 몸에 흡수가 잘 됩니다. 그래서 입자 크기 관리가 필수입니다.
- 공정성 (만들기 쉬운가?):
- 입자가 너무 작으면 서로 뭉치거나 가루가 날려서 기계 막힘을 유발합니다.
- 흐름성/타정성: 알약(정제)을 찍어낼 때 가루가 물 흐르듯 잘 흘러들어가야 하고, 눌렀을 때 잘 뭉쳐져야 불량이 안 나옵니다.
2. 입자 크기를 어떻게 숫자로 표현하나? (측정 및 관리 지표)
그래프(오른쪽 하단)를 보면 종 모양의 분포가 나옵니다. 이를 관리하기 위해 D값(Diameter)을 사용합니다. 측정 방식은 주로 레이저 회절법을 씁니다.
- D10: 하위 10%에 해당하는 작은 입자 크기 (너무 작은 미분들이 얼마나 있는지).
- D50 (중위수): 딱 중간 등수의 입자 크기. (평균적인 크기).
- D90: 상위 10%에 해당하는 큰 입자 크기 (제일 큰 덩어리가 얼마나 큰지).
- 보통 "D90 < 50um 로 관리해라" 같은 식으로 스펙을 정합니다.
- Span (분포 폭): 입자 크기가 고른지, 아니면 들쑥날쑥한지를 나타냅니다. (값이 작을수록 균일한 고품질 입자입니다.)
3. 입자 크기를 어떻게 조절하나? (제어 전략)
원하는 D50, D90 값을 맞추기 위해 두 가지 방법을 씁니다.
- 화학적 방법 (결정화):
- 처음부터 결정을 만들 때 조절합니다.
- 냉각 속도: 빨리 식히면 입자가 작아지고, 천천히 식히면 입자가 커집니다.
- 시딩(Seeding): 씨앗(Seed) 결정을 넣어주면 그 씨앗을 중심으로 결정이 자라나서 크기를 조절하기 쉽습니다.
- 물리적 방법 (가공):
- 일단 크게 만들고 나서 기계로 부숩니다.
- Milling: 젯밀(Jet mill)이나 핀밀(Pin mill) 같은 분쇄기를 써서 입자를 원하는 크기로 갈아버립니다.
요약하자면:
이 슬라이드는 "약이 잘 녹고 기계에서 잘 찍히게 하려면, 레이저로 측정했을 때 D50, D90 수치가 일정 범위 안에 들어오도록 결정화 과정이나 분쇄 공정(Milling)을 조절해야 한다"는 내용을 담고 있습니다.
혹시 Jet mill과 Pin mill의 차이점이나, BCS Class에 대해 더 궁금한 점이 있으신가요?