การทดสอบความกร่อน (Friability Test) หรือที่บางแห่งเรียกว่าการทดสอบการสึกกร่อนของเม็ด คือการหมุนเม็ดในถังทดสอบตามจำนวนรอบที่กำหนด แล้วชั่งหาน้ำหนักที่หายไปจากการบิ่น การสึก และการแตกเป็นผง ค่าที่ได้บอกว่าเม็ดแข็งแรงพอจะทนการเคลือบ การบรรจุ และการขนส่งหรือไม่ วิธีนี้ออกแบบสำหรับเม็ดอัดที่ไม่เคลือบ (Compressed Uncoated Tablet) และใช้ควบคู่กับการวัดความแข็งของเม็ด (Tablet Hardness) ซึ่งวัดแรงที่ทำให้เม็ดแตก
ผลิตภัณฑ์ที่จำหน่ายในรูปเม็ด (Tablet) ทั้งยาเม็ด เม็ดผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร เม็ดวิตามิน เม็ดสมุนไพร เม็ดเคี้ยว (Chewable Tablet) เม็ดอม (Lozenge) และเม็ดเคลือบ (Coated Tablet) ต้องผ่านการขนส่งระหว่างประเทศ การคัดแยกอัตโนมัติในศูนย์กระจายสินค้า การบรรจุลงแผงพลาสติก (Blister) การเก็บในคลังสินค้า และการเดินทางถึงร้านค้าและผู้บริโภค โดยต้องคงรูปและไม่แตกเป็นผงหรือเป็นเศษ ความสมบูรณ์ของเม็ดในมือผู้บริโภคจึงกำหนดความน่าเชื่อถือของผลิตภัณฑ์ การทดสอบความกร่อนจำลองการกระแทกที่เม็ดได้รับระหว่างการบรรจุและการขนส่ง และวัดเป็นตัวเลขว่าเม็ดสึกกร่อนไปเท่าใด
บทความนี้สรุปสิ่งที่เจ้าของแบรนด์ ทีมประกันคุณภาพ (Quality Assurance: QA) และทีมวิจัยและพัฒนา (Research & Development: R&D) ควรรู้ก่อนสั่งทดสอบ ได้แก่ หลักการของวิธีทดสอบ เกณฑ์การยอมรับและการตีความผล ผลิตภัณฑ์ที่ควรทดสอบ การใช้ผลในการพัฒนาสูตรและการเลือกบรรจุภัณฑ์ และขอบเขตบริการที่ห้องปฏิบัติการวิสไบโอดำเนินการร่วมกับห้องปฏิบัติการพันธมิตร
หลักการของ Friability Test
วิธีทดสอบความกร่อนที่ใช้กันแพร่หลายมาจากตำรายา 2 ฉบับ คือ ตำรายาของสหรัฐอเมริกา (United States Pharmacopeia: USP) ซึ่งใช้ในตลาดสหรัฐอเมริกาและในประเทศที่อ้างอิง USP และตำรายายุโรป (European Pharmacopoeia: Ph. Eur.) ซึ่งใช้ในตลาดยุโรปและในประเทศที่อ้างอิง Ph. Eur. เนื้อหาเรื่องความกร่อนของตำรายาทั้งสองฉบับปรับให้สอดคล้องกัน (Harmonized) จึงใช้หลักการและอุปกรณ์แบบเดียวกัน (European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare, 2024; United States Pharmacopeial Convention, 2023)
ขั้นตอนเริ่มจากการเตรียมตัวอย่าง ถ้าเม็ดหนักไม่เกิน 650 มิลลิกรัม ใช้เม็ดทั้งเม็ดที่มีน้ำหนักรวมใกล้เคียง 6.5 กรัมมากที่สุด ถ้าเม็ดหนักกว่า 650 มิลลิกรัม ใช้ 10 เม็ด ขจัดฝุ่นออกจากเม็ดก่อนชั่งน้ำหนัก แล้วใส่เม็ดลงในถังหมุนของเครื่องทดสอบความกร่อน (Friabilator) ซึ่งหมุนด้วยความเร็ว 25 รอบต่อนาที จำนวน 100 รอบ หรือประมาณ 4 นาที ในแต่ละรอบ ครีบโค้งภายในถังจะพาเม็ดขึ้นไปแล้วปล่อยให้กลิ้งหรือตกกระทบผนังถังและกระทบกันเอง ซึ่งจำลองการสั่นและการกระแทกระหว่างการบรรจุและการขนส่ง เมื่อครบ 100 รอบ นำเม็ดออกมาขจัดฝุ่นอีกครั้งแล้วชั่งน้ำหนัก จากนั้นคำนวณค่าความกร่อนเป็นร้อยละของน้ำหนักที่หายไป ดังนี้
% Friability = [(W₀ – W₁) / W₀] × 100
เมื่อ W₀ คือน้ำหนักเม็ดก่อนทดสอบ และ W₁ คือน้ำหนักเม็ดหลังทดสอบ
เกณฑ์การยอมรับและการตีความผล
ตำรายาทั้งสองฉบับถือว่าการสูญเสียน้ำหนักไม่เกิน 1.0% เป็นค่าที่ยอมรับได้สำหรับผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ และถ้าหลังการหมุนพบเม็ดที่ร้าว แตก หรือบิ่นอย่างชัดเจน ถือว่าตัวอย่างไม่ผ่านการทดสอบ โดยทั่วไปทดสอบเพียงครั้งเดียว แต่ถ้าผลตีความยากหรือน้ำหนักที่หายไปเกินค่าเป้าหมาย ให้ทดสอบซ้ำอีก 2 ครั้ง แล้วใช้ค่าเฉลี่ยของทั้ง 3 ครั้ง (United States Pharmacopeial Convention, 2023)
เม็ดที่ผ่านเกณฑ์นี้โดยทั่วไปถือว่าแข็งแรงพอสำหรับการบรรจุและการขนส่งตามปกติ ส่วนเม็ดที่มีความกร่อนเกิน 1.0% เป็นสัญญาณของปัญหาในสูตรหรือกระบวนการผลิต เช่น ความแข็งของเม็ดไม่พอ (Insufficient Hardness) สารยึดเกาะ (Binder) น้อยเกินไป แรงอัดเม็ดต่ำเกินไป (Insufficient Compression Force) หรือสัดส่วนของสารช่วยแตกตัว (Disintegrant) สูงเกินไป
เม็ดบางประเภทมีข้อพิจารณาเฉพาะ
- เม็ดฟู่และเม็ดเคี้ยว: ตำรายา USP ระบุว่าเม็ดฟู่ (Effervescent Tablet) และเม็ดเคี้ยว (Chewable Tablet) อาจมีเกณฑ์ความกร่อนต่างจากเม็ดทั่วไป ผู้ผลิตจึงควรกำหนดเกณฑ์ของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไว้ในข้อกำหนดเฉพาะ (Specification) พร้อมเหตุผลประกอบ
- เม็ดที่ดูดความชื้นง่าย: ต้องทดสอบในสภาวะที่ควบคุมความชื้น
- เม็ดที่รูปทรงทำให้กลิ้งไม่สม่ำเสมอ: ตำรายาให้ปรับฐานของถังให้เอียงประมาณ 10 องศาจากแนวนอน เพื่อให้เม็ดตกได้อย่างอิสระ
- เม็ดเคลือบ: วิธีตามตำรายาออกแบบสำหรับเม็ดที่ไม่เคลือบ ผู้ผลิตจึงมักทดสอบความกร่อนของเม็ดแกน (Core Tablet) ก่อนเคลือบ เพื่อยืนยันว่าเม็ดทนแรงในขั้นตอนการเคลือบได้
เมื่อผลความกร่อนสูง ทีมพัฒนาจะวิเคราะห์หาสาเหตุต่อ และเลือกแนวทางแก้ เช่น ปรับสูตร ปรับแรงอัดในขั้นตอนการตอกเม็ด (Tableting) ปรับสัดส่วนของสารช่วยทางเภสัชกรรม (Excipient) หรือเปลี่ยนเป็นเม็ดเคลือบเพื่อเพิ่มความทนทาน
ผลิตภัณฑ์ที่ควรทดสอบความกร่อน
- ยาเม็ด (Pharmaceutical Tablet): ยาเม็ดทดสอบความกร่อนตามวิธีในตำรายา และผู้ผลิตมักใช้ค่านี้เป็นการควบคุมระหว่างการผลิต (In-process Control) ร่วมกับความแข็งของเม็ด
- เม็ดผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร (Dietary Supplement Tablet): ผลิตภัณฑ์เสริมอาหารในประเทศไทยกำกับดูแลภายใต้พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522 ผู้ผลิตเม็ดวิตามิน เม็ดแร่ธาตุ เม็ดสารสกัดสมุนไพร และเม็ดที่ผสมหลายส่วนประกอบ ใช้การทดสอบนี้ยืนยันความทนต่อการบรรจุและการขนส่งได้เช่นเดียวกับยาเม็ด
- เม็ดสมุนไพร: ผู้ผลิตยาเม็ดสมุนไพรภายใต้พระราชบัญญัติผลิตภัณฑ์สมุนไพร พ.ศ. 2562 ใช้การทดสอบนี้ควบคุมคุณภาพของเม็ดได้เช่นเดียวกับยาเม็ดทั่วไป
- เม็ดเคี้ยว: เม็ดเคี้ยวมักมีขนาดใหญ่กว่าเม็ดทั่วไปและปรับรสให้ผู้บริโภคยอมรับ การพัฒนาเม็ดเคี้ยวที่ทั้งทนการขนส่งและให้ความรู้สึกในปาก (Mouthfeel) ที่ดีจึงเป็นโจทย์ยากของทีมวิจัยและพัฒนา ควรใช้การทดสอบความกร่อนร่วมกับการประเมินทางประสาทสัมผัส (Sensory Evaluation) โดยผู้ทดสอบที่ผ่านการฝึก (Trained Panel)
- เม็ดอม: เม็ดอม (Lozenge) ออกแบบให้ละลายช้าในปาก จึงมักต้องทนการแตกได้มากกว่าเม็ดเคี้ยว เพื่อให้เม็ดคงรูปจนละลายหมด
- กัมมี่: กัมมี่ (Gummy) เป็นผลิตภัณฑ์เนื้อเจลที่ยืดหยุ่น ไม่ใช่เม็ดอัด การทดสอบความกร่อนตามตำรายาจึงไม่ได้ออกแบบมาสำหรับกัมมี่ ปัญหาการเสียรูปและการเหนียวติดกันของกัมมี่ประเมินได้ด้วยการวิเคราะห์เนื้อสัมผัสและความแข็ง
การใช้ผลในการพัฒนาสูตรและการเลือกบรรจุภัณฑ์
ผลการทดสอบความกร่อนมีประโยชน์ทางธุรกิจมากที่สุดเมื่อใช้เป็นเครื่องมือตั้งแต่ขั้นวิจัยและพัฒนา และในการตัดสินใจเรื่องบรรจุภัณฑ์ ในขั้นวิจัยและพัฒนา ทีมงานใช้ค่าความกร่อนเปรียบเทียบสูตรหลายแบบ เพื่อเลือกสูตรที่ทนการบรรจุและการขนส่ง และยังแตกตัว (Disintegration) และละลาย (Dissolution) ได้ตามที่ต้องการ สัดส่วนของสารยึดเกาะ สารช่วยแตกตัว สารเพิ่มปริมาณ (Filler) และสารหล่อลื่น (Lubricant) ส่งผลโดยตรงต่อค่าความกร่อน ผลทดสอบที่เชื่อถือได้ตั้งแต่ขั้นนี้ช่วยให้ทีมพัฒนาตัดสินใจได้เร็วขึ้น และลดการทดลองซ้ำเมื่อขยายขนาดการผลิต
ในการเลือกบรรจุภัณฑ์ ผู้พัฒนาบางรายใช้ค่าความกร่อนเป็นหลักคิดเบื้องต้น ตัวอย่างเช่น เม็ดที่มีความกร่อนต่ำ (ราว 0.3–0.5%) มักบรรจุในขวดพลาสติกที่เม็ดสัมผัสกันได้โดยไม่สึก ส่วนเม็ดที่มีความกร่อนสูงกว่า (ราว 0.7–1.0%) ควรพิจารณาแผงบลิสเตอร์ที่แยกเม็ดออกจากกัน เพื่อลดการกระแทกระหว่างการขนส่ง ตัวเลขเหล่านี้เป็นหลักคิดในทางปฏิบัติ ไม่ใช่เกณฑ์ในตำรายา
ในการศึกษาความคงตัว ผู้ผลิตบางรายวัดความกร่อนซ้ำที่จุดเวลาต่าง ๆ ด้วย เพราะเม็ดที่ดูดความชื้นระหว่างการเก็บรักษาอาจอ่อนลงหรือแข็งขึ้นได้
บริการทดสอบความกร่อนของห้องปฏิบัติการวิสไบโอ
ห้องปฏิบัติการวิสไบโอให้บริการทดสอบความกร่อนของยาเม็ด เม็ดผลิตภัณฑ์เสริมอาหาร และเม็ดสมุนไพร ร่วมกับห้องปฏิบัติการพันธมิตร ทีมงานดูแลงานตั้งแต่ต้นจนจบ ดังนี้
- วางแผนการทดสอบ (Test Plan): กำหนดจำนวนตัวอย่างและเงื่อนไขการทดสอบให้สอดคล้องกับลักษณะเม็ดและตลาดเป้าหมาย
- ควบคุมการรับส่งตัวอย่าง (Chain of Custody): บันทึกการรับ การเก็บ และการส่งต่อตัวอย่างทุกขั้น
- ปรับสภาพตัวอย่าง (Sample Conditioning): เก็บตัวอย่างที่อุณหภูมิและความชื้นที่กำหนดก่อนทดสอบ โดยเฉพาะเม็ดที่ดูดความชื้นง่าย
- ทดสอบและบันทึกผล: ทดสอบในห้องปฏิบัติการที่มีระบบเอกสารกำกับซึ่งตรวจสอบย้อนกลับได้ (Traceability)
- รายงานผล: ระบุน้ำหนักก่อนและหลังทดสอบ ค่าร้อยละความกร่อน และเม็ดที่ร้าว แตก หรือบิ่น ถ้ามี
รายงานผลใช้เป็นข้อมูลประกอบการพัฒนาสูตร การเตรียมเปิดตลาดส่งออก และการตอบคำถามของลูกค้ารายสำคัญ (Key Account) ในต่างประเทศได้
คำถามที่พบบ่อยเกี่ยวกับ Friability Test
Friability Test คืออะไร
Friability Test หรือการทดสอบความกร่อน คือการหมุนเม็ดในถังทดสอบ 100 รอบที่ความเร็ว 25 รอบต่อนาที แล้วคำนวณร้อยละของน้ำหนักที่หายไป ค่าที่ได้บอกว่าเม็ดทนการบิ่น การสึก และการแตกระหว่างการเคลือบ การบรรจุ และการขนส่งได้เพียงใด
เกณฑ์ผ่านของ Friability Test คือเท่าไร
ตำรายา USP และ Ph. Eur. ถือว่าการสูญเสียน้ำหนักไม่เกิน 1.0% ยอมรับได้สำหรับผลิตภัณฑ์ส่วนใหญ่ ถ้าพบเม็ดที่ร้าว แตก หรือบิ่นอย่างชัดเจนหลังการหมุน ถือว่าไม่ผ่าน และถ้าผลตีความยาก ให้ทดสอบซ้ำอีก 2 ครั้งแล้วใช้ค่าเฉลี่ยของทั้ง 3 ครั้ง
ต้องใช้ตัวอย่างกี่เม็ด
ถ้าเม็ดหนักไม่เกิน 650 มิลลิกรัม ใช้เม็ดทั้งเม็ดที่มีน้ำหนักรวมใกล้เคียง 6.5 กรัม ถ้าเม็ดหนักกว่า 650 มิลลิกรัม ใช้ 10 เม็ด และถ้าต้องทดสอบซ้ำ ต้องใช้ตัวอย่างเพิ่มตามจำนวนครั้งที่ทดสอบ
ความกร่อนต่างจากความแข็งของเม็ดอย่างไร
ความแข็งของเม็ดวัดแรงที่ทำให้เม็ดแตก ส่วนความกร่อนวัดน้ำหนักที่หายไปเมื่อเม็ดกลิ้งและกระทบกันซ้ำ ๆ ในถังทดสอบ ทั้งสองค่าบอกความแข็งแรงเชิงกลของเม็ดคนละมุม จึงมักใช้ควบคู่กัน
เม็ดเคี้ยวและเม็ดฟู่ต้องผ่านเกณฑ์ 1.0% หรือไม่
ตำรายา USP ระบุว่าเม็ดฟู่และเม็ดเคี้ยวอาจมีเกณฑ์ความกร่อนต่างจากเม็ดทั่วไป ผู้ผลิตจึงควรกำหนดเกณฑ์ของผลิตภัณฑ์เหล่านี้ไว้ในข้อกำหนดเฉพาะพร้อมเหตุผลประกอบ
ค่าความกร่อนช่วยเลือกบรรจุภัณฑ์ได้อย่างไร
ผู้พัฒนาบางรายใช้ค่าความกร่อนเป็นหลักคิดเบื้องต้น เช่น เม็ดที่มีความกร่อนต่ำมักบรรจุในขวดได้ ส่วนเม็ดที่มีความกร่อนสูงกว่าควรพิจารณาแผงบลิสเตอร์ที่แยกเม็ดออกจากกัน ตัวเลขที่ใช้เป็นหลักคิดในทางปฏิบัติ ไม่ใช่เกณฑ์ในตำรายา
เอกสารอ้างอิง:
- European Directorate for the Quality of Medicines & HealthCare. (2024). 2.9.7. Friability of uncoated tablets. In European Pharmacopoeia (11th ed., Suppl. 11.5). Council of Europe.
- United States Pharmacopeial Convention. (2023). 〈1216〉 Tablet friability. In United States Pharmacopeia 46–National Formulary 41.
- ราชกิจจานุเบกษา. (2522, พฤษภาคม 13). พระราชบัญญัติอาหาร พ.ศ. 2522. ราชกิจจานุเบกษา, 96(79 ก), 1–24.
- ราชกิจจานุเบกษา. (2562, เมษายน 30). พระราชบัญญัติผลิตภัณฑ์สมุนไพร พ.ศ. 2562. ราชกิจจานุเบกษา, 136(56 ก), 116–161.