이산화티타늄 무첨가 캡슐: 미네랄 혼탁제 비교

고순도 의약품 및 건강기능식품 제형에 사용하도록 설계된 미네랄 기반의 이산화티타늄(TiO2) 무함유 빈 캡슐.

업계가 이산화티타늄에서 벗어나는 이유는 무엇일까요?

이산화티타늄(TiO2, E171)은 수십 년 동안 캡슐 껍질, 정제 코팅 및 제과류에서 미백 및 불투명화제로 제약 및 식품 산업에 사용되어 왔습니다. 그러나 규제 환경이 결정적으로 바뀌었습니다. 2022년 1월, 유럽 ​​위원회는 E171을 식품 첨가물로 사용하는 것을 금지했습니다. EU 규정 2022/63에 따라 유럽 식품안전청의 조사 결과를 인용함(EFSA유전독성 가능성을 배제할 수 없다는 것입니다. 이 금지 조치는 특히 식품 용도를 대상으로 하지만, 이러한 규제 신호는 전 세계적으로 의약품 부형제 조달 결정에 연쇄적인 영향을 미쳤습니다.

빈 캡슐 제조업체에게 실질적인 질문은 간단합니다. 제형 개발자들이 요구하는 것과 동일한 시각적 불투명도, 기계적 성능 및 규제 준수를 제공할 수 있는 대체 불투명화제는 무엇일까요? 광물 기반 충전제가 가장 유력한 해답으로 떠올랐으며, 현재 젤라틴, 하이드록시프로필 메틸셀룰로오스(HPMC) 및 풀룰란 등 다양한 캡슐 껍질 제형에 사용되고 있습니다.

캡슐 껍질 디자인에서 불투명도의 역할

캡슐 껍질의 불투명도는 단순히 미적인 요소만이 아닙니다. 제품 품질과 소비자 인식에 직접적인 영향을 미치는 여러 가지 기능적인 목적을 수행합니다.

• 빛 차단: 불투명한 껍질은 빛에 민감한 활성 의약품 성분(API)과 건강 보조 식품 성분을 광분해로부터 보호하여 유통기한을 연장합니다.
• 콘텐츠 숨김: 많은 원료의약품(API)과 기능성 식품 혼합물은 보기 좋지 않은 색상을 띠고 있습니다. 불투명한 쉘은 깨끗하고 균일한 흰색 외관을 유지하여 브랜드 일관성을 뒷받침합니다.
• 소비자 신뢰도: 최종 사용자들은 선명하고 불투명한 캡슐을 품질과 연관 짓습니다. 반투명 캡슐은 일부 시장에서는 허용되지만, 내용물의 균일성에 대한 시각적 우려를 불러일으킬 수 있습니다.
• 표시 및 식별: 불투명한 케이스는 인쇄된 로고, 텍스트 또는 띠에 일관된 배경을 제공하며, 이는 위조 방지 및 규제 식별 요건에 매우 중요합니다.

이산화티타늄을 제거할 때, 대체 불투명화제는 이 네 가지 기능적 요구 사항을 동시에 충족해야 합니다. 미네랄 충전제는 미세하게 분쇄된 흰색 무기 입자로, 캡슐 침지 용액에 사용되는 농도에서 가시광선을 효과적으로 산란시키기 때문에 이러한 요구 사항을 충족합니다.

이산화티타늄이 함유되지 않은 캡슐에 사용되는 미네랄 불투명화제

현재 TiO2가 없는 캡슐 제형에는 주로 세 가지 광물 기반 불투명화제가 사용됩니다. 각 불투명화제는 캡슐 껍질의 성능에 영향을 미치는 고유한 물리화학적 특성을 가지고 있습니다.

탄산칼슘(CaCO3)

탄산칼슘은 이산화티타늄이 함유되지 않은 빈 캡슐에 가장 일반적으로 사용되는 광물성 불투명화제입니다. 미세한 입자 크기(일반적으로 의약품 등급의 경우 2~10미크론)로 분쇄된 탄산칼슘은 높은 백색도와 뛰어난 광산란 효율을 제공합니다. 탄산칼슘은 여러 약전 모노그래프에 등재되어 있습니다. 미국 약전(USP) 유럽 ​​약전에서도 인정된 부형제로 사용되고 있습니다. 굴절률(약 1.6)이 높아 고분자 매트릭스 필름 내에서 가시광선을 산란시키는 데 적합합니다.

HPMC 및 젤라틴 캡슐 껍질의 경우, 탄산칼슘은 점도나 겔화 속도를 크게 변화시키지 않고 침지 용액에 통합되므로 고속 캡슐화 라인의 기존 제조 공정과 호환됩니다. 규제 측면에서 볼 때, 탄산칼슘은 주요 시장에서 식품 첨가물 관련 제한을 받지 않으므로 전 세계적으로 널리 사용되는 옵션입니다.

황산칼슘(CaSO4)

황산칼슘, 특히 이수화물(석고) 형태는 탄산칼슘과 유사한 굴절률을 가지며, 비슷하게 불투명한 흰색 캡슐 껍질을 만듭니다. 이는 제약 정제 제조에서 희석제로 사용되며 안전성이 입증되었습니다. 캡슐 껍질에 황산칼슘을 사용하는 것은 제조업체가 용해 또는 붕해 거동을 약간 다르게 하고자 할 때인데, 이는 황산칼슘의 수화 상태가 보관 중 수분과의 상호작용에 영향을 미칠 수 있기 때문입니다.

황산칼슘을 사용할 때 고려해야 할 사항 중 하나는 물에 대한 용해도가 상대적으로 낮다는 점입니다. 실제로 이는 체온에서 캡슐 용해에는 영향을 미치지 않지만, 분산액의 유동성에 영향을 줄 수 있습니다. 캡슐 제조업체는 일반적으로 균일한 껍질 두께를 유지하기 위해 입자 크기 분포와 분산제 함량을 최적화합니다.

카올린(수화 알루미늄 규산염)

카올린은 주로 카올리나이트(Al2Si2O5(OH)4)로 구성된 천연 점토 광물입니다. 100년 이상 의약품 제형에서 흡착제 및 희석제로 사용되어 왔습니다. 캡슐 껍질의 불투명화제로 첨가될 경우, 카올린은 적당한 첨가량에서 우수한 불투명도를 제공하며, 칼슘계 광물에 비해 수분 흡수율이 현저히 낮습니다.

이처럼 흡습성이 낮은 특성은 습기에 민감한 제형, 특히 습도가 높은 제조 환경이나 열대 지역 시장을 겨냥한 제품에 유리할 수 있습니다. 그러나 카올린은 탄산칼슘(CaCO₃)보다 굴절률이 약간 낮기 때문에 동일한 불투명도를 얻으려면 다소 높은 농도가 필요할 수 있습니다. 또한 카올린의 판상 입자 형태는 탄산칼슘이나 황산칼슘처럼 입자가 비교적 정육면체에 가까운 형태와는 다르게 필름 형성 특성에 영향을 미칩니다.

미네랄 불투명화제의 비교

아래 표는 캡슐 껍질 제형 및 조달 결정과 관련된 주요 특성을 요약한 것입니다.

제형 개발자를 위한 성능 고려 사항

적절한 광물 혼탁제를 선택하는 것은 단순히 가장 하얀 분말을 고르는 문제가 아닙니다. 제형 과학자들은 여러 상호 작용하는 요소들의 균형을 맞춰야 합니다.

쉘 폴리머와의 호환성

젤라틴, HPMC, 풀룰란은 각각 다른 용액 유동학적 특성과 필름 형성 메커니즘을 가지고 있습니다. 탄산칼슘은 세 가지 쉘 시스템 모두에서 안정적으로 분산되기 때문에 기본 선택지로 자리 잡았습니다. 황산칼슘은 젤라틴과 HPMC에서는 우수한 성능을 보이지만, 풀룰란의 낮은 점도 때문에 풀룰란 침지 용액에서는 추가적인 최적화가 필요할 수 있습니다. 판상 구조를 가진 카올린은 필름 구조에 약간의 이방성을 유발할 수 있는데, 일부 제조업체는 점토 입자의 분쇄 또는 표면 처리를 통해 이를 완화합니다.

분해 및 용해에 미치는 영향

당 USP 일반 장 캡슐의 붕해 시험 요건에 따르면, 캡슐 껍질은 정해진 시간 내에 파열되어 내용물이 방출되어야 합니다. 세 가지 무기질 불투명화제 모두 일반적인 첨가량(캡슐 건조 중량의 2~6%)에서는 붕해 시간에 부정적인 영향을 미치지 않습니다. 그러나 첨가량이 많을 경우, 황산칼슘은 캡슐 껍질의 강성을 약간 증가시켜 저온 보관 시 파열 시작 시간을 지연시킬 수 있습니다. 이는 잘 설계된 제형에서는 거의 문제가 되지 않지만, 안정성 연구 시 검증이 필요합니다.

안정성 및 유통기한

무기 혼탁제는 본질적으로 안정적인 무기 물질로, 분해되거나 산화되지 않으며 일반적인 활성 의약품 성분(API)과 화학 반응을 일으키지 않습니다. 이는 수분과 반응하여 미생물 성장을 촉진할 수 있는 일부 유기 혼탁제(예: 전분 기반 충전제)에 비해 뚜렷한 장점입니다. 안정성과 관련하여 가장 중요한 고려 사항은 젤라틴 쉘의 취성입니다. 무기물 함량이 높으면 습도가 낮은 환경에서 젤라틴 쉘의 가소성이 저하될 수 있습니다. 반면, 주변 습도에 덜 민감한 HPMC 쉘은 이러한 문제에 대해 더 관대합니다.

고순도 및 민감성 제형

고순도 의약품 제형의 경우, 광물 혼탁제는 중금속, 미생물 오염 및 내독소에 대한 엄격한 제한 기준을 충족해야 합니다. 의약품 등급의 탄산칼슘과 카올린은 이러한 요구 사항을 준수함을 입증하는 분석 증명서와 함께 제공됩니다. 이산화티타늄(TiO2)이 함유되지 않은 캡슐을 조달할 때는 광물 혼탁제가 관련 약전 모노그래프에 명시된 사양을 충족함을 확인하는 문서를 요청하는 것이 좋습니다. IPEC(국제 의약품 부형제 협의회) 이 지침은 부형제 공급업체의 자격을 평가하는 데 유용한 틀을 제공합니다.

규제 환경 및 규정 준수

이산화티타늄 대체재와 관련된 규제 환경은 여전히 ​​진화하고 있습니다. 구매팀과 규제 담당 전문가가 유의해야 할 핵심 사항은 다음과 같습니다.

• EU 시장: E171 금지 조치 이후, EU 식품 또는 건강보조식품 유통 채널에서 판매되는 모든 캡슐은 이산화티타늄(TiO2)이 함유되어 있지 않음을 입증해야 합니다. 탄산칼슘(CaCO3) 및 황산칼슘(CaSO4)과 같은 광물성 불투명화제는 그 자체로 식품 첨가물이 아니며, 다른 방식으로 분류되어 이와 동등한 규제를 받지 않습니다. EU 규정 2022/63 특히 E171에 적용됩니다.
• 미국 시장: 미국 식품의약국(FDA)은 이산화티타늄(TiO2) 사용을 금지하지는 않았지만, 많은 미국 브랜드들이 클린 라벨 기준을 충족하고 향후 규제 가능성에 대비하기 위해 선제적으로 제품 배합을 변경하고 있습니다. 미네랄 혼탁제는 일반적으로 안전하다고 인정되는(GRAS) 물질로, 오랜 사용 역사를 가지고 있습니다.
• 글로벌 조화: 약전 조화 노력은 다음을 통해 이루어집니다. 미국 특허유럽 ​​약전 및 일본 약전에 등재되어 있다는 것은 자격을 갖춘 공급업체로부터 구입한 의약품 등급의 무기질 부형제가 일반적으로 재구성 없이 여러 시장에서 사용될 수 있음을 의미합니다.

Shancy Capsule은 TiO2-free 제조 방식을 어떻게 구현하는가?

샨시 캡슐(Shancy Capsule)은 젤라틴, HPMC, 풀룰란으로 만든 빈 경질 캡슐을 제조하며, 이산화티타늄이 함유되지 않은 제형을 위한 전용 제품 라인을 보유하고 있습니다. 미네랄 기반의 이산화티타늄(TiO2) 무함유 캡슐 이 제품들은 모든 주요 시장에서 최적의 불투명도, 호환성 및 규제 준수를 위해 선별된 제약 등급의 광물 불투명화제를 사용하여 생산됩니다.

모든 제품은 GMP 인증 시설에서 제조되며, 붕해, 수분 함량, 중금속 및 미생물 함량에 대한 약전 규격 테스트를 거칩니다. 000호부터 5호까지 다양한 크기의 캡슐을 흰색 및 유색으로 제공하며, TiO2 무함유라는 특징을 유지하면서 차별화를 원하는 브랜드 소유주를 위해 맞춤형 인쇄 및 밴딩 서비스도 지원합니다.

우리의 TiO2가 없는 캡슐 카테고리 이 제품군은 EU 규정을 준수하는 클린 라벨 건강 보조 식품은 물론, 부형제 추적성 및 DMF 지원이 필수적인 고순도 의약품 용도에 특화된 제형을 포함합니다.

이산화티타늄(TiO2)이 없는 캡슐로 전환: 공급망 및 제형 고려 사항

이산화티타늄(TiO2)이 함유된 캡슐에서 TiO2가 없는 대체 캡슐로 전환하는 건강보조식품 브랜드의 경우, 공급망에 미치는 영향은 단순히 캡슐 공급업체를 바꾸는 것 이상입니다. 제형 변경 과정에서는 새로운 캡슐 껍질 재질에 대한 안정성 테스트를 통해 제품의 유통기한 동안 내용물의 호환성이 유지되는지 확인해야 합니다. HPMC와 풀룰란 캡슐 껍질은 젤라틴과 수분 민감도가 다르기 때문에 캡슐화된 건강보조식품의 용해 속도와 생체이용률에 영향을 미칠 수 있습니다. 현재 불투명도를 위해 TiO2가 함유된 젤라틴 캡슐을 사용하는 브랜드는 대체 광물 불투명화제(탄산칼슘, 황산칼슘 또는 카올린)가 CoQ10, 비타민 D 또는 커큐민과 같은 광민감성 활성 성분에 대해 동등한 광 차단 효과를 제공하는지 평가해야 합니다.

이산화티타늄(TiO2)이 함유되지 않은 캡슐의 조달 기간은 일반적으로 표준 캡슐 주문보다 2~4주 더 소요됩니다. 이는 미네랄 혼탁제 제형에 별도의 생산 공정과 추가적인 품질 관리 검사가 필요하기 때문입니다. 샨시 캡슐(Shancy Capsule)에서는 TiO2가 함유되지 않은 캡슐 생산 라인에서 TiO2 함유 캡슐과의 교차 오염을 방지하기 위해 별도의 제조 설비를 운영하고 있습니다. 이로 인해 생산 일정 관리가 다소 복잡해지지만, 건강보조식품 브랜드가 EU 시장 진출을 위해 요구하는 클린 라벨 규정을 준수할 수 있습니다. 구매자는 각 배치에 이산화티타늄이 함유되어 있지 않음을 명확히 확인하는 분석 증명서와 캡슐 껍질에 사용된 미네랄 혼탁제의 종류 및 농도를 요청해야 합니다. 이러한 문서는 EU의 규제 제출 및 소매 판매 요건에 필수적이며, EU에서는 건강보조식품을 포함한 모든 식품에 E171 금지 규정이 적용됩니다.

구매 체크리스트: 공급업체로부터 미네랄 혼탁제 캡슐을 특정하는 방법

캡슐 제조업체로부터 광물 혼탁제를 캡슐에 공급받기 위해서는 조달 명세서에 혼탁제 종류(탄산칼슘, 황산칼슘 또는 카올린), 캡슐 껍질 제형 내 혼탁제 농도, 그리고 450nm 파장에서의 광투과율로 측정한 요구되는 혼탁도 수준을 명시해야 합니다. 또한, 해당 약전 기준(미국 시장의 경우 USP, 유럽의 경우 Ph. Eur., 일본의 경우 JP)을 참조해야 합니다. 약전마다 광물 혼탁제의 순도 요구 사항이 다르기 때문입니다. 예를 들어, USP는 탄산칼슘의 중금속 함량을 20ppm으로 제한하는 반면, Ph. Eur.는 ICH Q3D 가이드라인에 부합하는 보다 상세한 원소 불순물 기준을 적용합니다. 두 시장 모두에 제품을 공급하는 구매자는 별도의 SKU를 유지 관리하는 것을 방지하기 위해 두 기준 중 더 엄격한 기준을 명시해야 합니다.

샨시 캡슐(Shancy Capsule)의 광물 혼탁제 캡슐 사양서에는 혼탁제 종류 및 등급, 캡슐 껍질 구성(HPMC, 젤라틴 또는 풀룰란), 모의 위액에서의 용해 시간, 수분 함량 범위가 명시되어 있습니다. EU 시장 주문의 경우, 캡슐 껍질에 이산화티타늄(TiO2)이 어떤 농도로도 존재하지 않음을 확인하는 TiO2-free 선언서를 배치 수준의 HPLC 또는 ICP-MS 테스트 데이터로 제공합니다. 광물 혼탁제 캡슐 주문의 납기는 표준 크기(000호부터 4호까지)의 경우 3~5주이며, 맞춤 색상 조색은 6~8주가 소요됩니다. 광물 혼탁제는 TiO2와 달리 캡슐 염료와 상호 작용 방식이 다르기 때문에, 원하는 시각적 사양을 얻기 위해 반복적인 샘플 제작이 필요하므로, 구매자는 견적 단계에서 목표 팬톤 또는 RAL 색상 참조 번호를 제공해야 합니다.

미네랄 혼탁제가 캡슐 용해 및 생체이용률에 미치는 영향

이산화티타늄(TiO2)이 없는 캡슐 껍질에 사용되는 광물 혼탁제의 종류는 캡슐화된 보충제의 용해 양상에 영향을 미칠 수 있으며, 특히 위장에서 빠른 방출이 필요한 제형의 경우 더욱 그러합니다. 중량 기준으로 3% 미만의 탄산칼슘 혼탁제는 HPMC 캡슐의 용해 시간에 미미한 영향을 미칩니다. HPMC 캡슐은 일반적으로 37℃의 모의 위액에서 15~30분 이내에 분해됩니다. 그러나 혼탁제 농도가 5% 이상으로 높아지면 탄산칼슘은 캡슐 껍질의 강성을 증가시키고 수분 침투 속도를 늦춰 용해 시간을 2~5분 연장시킬 수 있습니다. 소화 효소, 프로바이오틱스 또는 철분 제제와 같이 위장에서 빠른 방출이 필요한 보충제의 경우, 이러한 용해 시간 연장은 생체 이용률에 영향을 미칠 수 있습니다. 따라서 브랜드는 생산 주문을 하기 전에 목표 혼탁제 농도에서의 용해 시험 데이터를 캡슐 공급업체에 요청해야 합니다.

카올린 혼탁제는 탄산칼슘과는 다른 용해 거동을 보입니다. 카올린 입자는 더 미세하고 HPMC 또는 젤라틴 매트릭스에 더욱 균일하게 분포되어 있어 낮은 농도(1~2% 중량)에서도 더욱 일관된 혼탁도를 나타냅니다. 이러한 낮은 첨가량 덕분에 카올린 혼탁 캡슐은 혼탁 처리되지 않은 캡슐과 유사한 용해 프로파일을 유지하므로 속방형 제제에 적합합니다. 하지만 비용 측면에서 단점이 있습니다. 입자 크기가 제어되고 중금속 함량이 낮은 의약품 등급의 카올린은 탄산칼슘보다 kg당 가격이 높아 캡슐 단가가 약 5~8% 상승합니다. 용해 속도와 일관성을 비용보다 우선시하는 브랜드의 경우, 카올린 혼탁제는 경질 캡슐에 사용되는 이산화티타늄(TiO2)을 대체할 수 있는 최적의 무기질 혼탁제입니다.

자주 묻는 질문